尖晶石型鐵氧體的結構形貌調控與表面功能化.pdf

1、尖晶石型鐵氧體材料是AB2O4結構，在達到納米尺寸時能表現(xiàn)出較高的比飽和磁化強度、較低的矯頑力（粒徑小于20nm時矯頑力甚至達到零）和良好的生物相容性而備受關注。在高密度磁性數據存儲、生物傳感應用、生物分離、吸波涂料、磁性流體和磁共振成像等領域廣泛應用。本文提出了以油酸鐵金屬化合物為原料制備尖晶石型鐵氧體納米材料，并分別從結構形貌調控對鐵氧體磁學性能的影響、表面功能化后的分散穩(wěn)定性及其在磁性流體中的應用、還原體合金納米材料磁學性能變化和

2、石墨烯負載尖晶石型磁性納米材料后對電磁波吸收性能的影響等幾方面進行了系統(tǒng)的研究和分析。
　　 1.用簡單的共沉淀方法制備了粒徑10nm左右的油酸包覆Fe3O4納米粒子，再利用相轉移法將其轉移到溶有表面活性劑PIBA(polyisobutenesuccimide)的有機溶劑中進行了第二次包覆，得到雙層包覆的Fe3O4納米粒子，分析了雙層包覆穩(wěn)定的原因。將該雙層包覆的磁粉分散到PAO-2(poly-alphaolefin-2)中，制

3、備成磁性流體，分析了磁粉含量對磁性流體粘度、比飽和磁化強度、比重等的影響，結果發(fā)現(xiàn)隨著磁粉含量的增大，磁性流體的這些性能都會提高。且該磁性流體有很好的穩(wěn)定性，在揚聲器的強磁場中放置48h也未產生沉淀。
　　 2.以液體石蠟為溶劑，自制油酸鐵為鐵源，油溶性高分子PIBA表面活性劑，通過高溫分解法制備了立方體、十四面體、八面體的Fe3O4小尺寸納米晶，其粒徑均小于15nm。研究了表面活性劑、反應溫度、升溫速率等對形貌、尺寸的影響。發(fā)

4、現(xiàn)反應升溫速率對形貌有很重要的影響。PIBA在反應中即起到了穩(wěn)定劑的作用，又提高了Fe3O4納米晶的分散性，使其在高、低沸點溶劑中均可以穩(wěn)定分散成磁性流體，該磁性流體在強磁場條件下表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性。且所有原料均價格便宜，易于大規(guī)模生產。
　　 3.用自制的油酸金屬化合物，用Co、Mn、Zn、Ni分別代替AB2O4結構中A位的二價鐵，制備了粒徑5nm左右的尖晶石型CoFe2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4、NiFe2O4磁性

5、納米粒子，并通過調整反應條件得到不同尺寸的磁性納米材料，研究發(fā)現(xiàn)結構調整對其磁學性能有較大影響。再將這些得到的尖晶石型磁性納米材料通過氫氣還原，得到CoFe、MnFe、ZnFe、NiFe合金材料，發(fā)現(xiàn)這些還原體合金的粒徑和磁學性能均較還原前有很大的變化。還研究了用La代替AB2O4結構中B位的三價鐵離子，制備出尖晶石型MFe2-xLaxO4(x=0.05、0.1、0.15)磁性納米材料，研究發(fā)現(xiàn)隨著La加入量的增加，尖晶石結構中會有La

6、2O3產生，且材料的剩磁和矯頑力也明顯變大。分別采用CTAB、SDBS、SDS等水溶性表面活性劑對油酸包覆的MnFe2O4納米粒子進行了二次包覆，得到水分散性好的雙層包覆納米粒子，并對這些水分散液進行了污水中Pb2+金屬離子的吸附性能試驗，發(fā)現(xiàn)CTAB包覆的納米粒子的Pb2+吸附量可以達到90％。
　　 4.用油酸鎳、油酸鐵和石墨烯160℃下水熱反應12小時得到石墨烯/NiFe2O4復合材料，并通過調整石墨烯加入量得到了負載量分