可控粒徑與形貌Fe3O4的制備及性能研究.pdf

1、磁性納米四氧化三鐵具有獨特的物理化學(xué)性質(zhì),在許多方面四氧化三鐵都有著廣泛的應(yīng)用,如可做:磁記錄材料、磁流體材料、吸波材料、催化劑、顏料,而且在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也有著很好的應(yīng)用前景。四氧化三鐵的性質(zhì)在很大程度上受粒子尺寸和形貌的影響,因此對四氧化三鐵尺寸和形貌的研究具有非常重要的意義。目前盡管有很多關(guān)于四氧化三鐵尺寸和形貌的研究,但是還存在成本高、工藝復(fù)雜,所得產(chǎn)物團聚嚴重,顆粒均勻性差等問題,而且對四氧化三鐵形貌控制機理的研究也不夠深入。本

2、文采用空氣氧化法和水熱合成法制備出了不同粒徑和形貌的四氧化三鐵,探討了影響其粒徑和形貌的因素,該研究可為四氧化三鐵的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
　　 本文的主要內(nèi)容包括:
　　 (1)可控粒徑納米四氧化三鐵的制備及性能研究
　　 采用空氣氧化法,對比研究了羥基化合物(乙醇、乙二醇、PEG-600)羧基化合物(草酸鈉、檸檬酸鈉、EDTA)對四氧化三鐵的影響。發(fā)現(xiàn):隨著羥基(羧基)數(shù)目的增多,得到納米四氧化三鐵的粒徑減??；以

3、乙醇做添加劑時,當乙醇與水的體積比在0-1:2范圍內(nèi),隨乙醇量的增多,所得四氧化三鐵的粒徑越小；以不同羧基化合物做添加劑時,羧基數(shù)目的增多有利于四氧化三鐵分散性的提高,而EDTA濃度的增大有利于四氧化三鐵的分散性的改善。EDTA和乙醇共同添加對四氧化三鐵粒徑和分散性的影響要高于單一添加的體系。EDTA和乙醇共同作用時可得到分散性較好,粒徑為11.10 nm的均勻納米四氧化三鐵。
　　 通過對不同粒徑納米四氧化三鐵的性能分析發(fā)現(xiàn):

4、隨著粒徑的減小,四氧化三鐵的表面積增加,飽和磁化強度減小,矯頑力增加,粒徑在48.66—25.12 nm范圍時均呈現(xiàn)鐵磁性特征；而由EDTA和乙醇共同添加得到的粒徑為11.10 nm的樣品呈超順磁性,具有較好的分散性。
　　 (2)可控形貌四氧化三鐵的制備及磁性能測定
　　 分別以三氯化鐵、硫酸亞鐵、鐵氰化鉀為鐵源采用水熱合成的方法制備出了球狀、棒狀、片狀、八面體、楊桃狀、立方體等多種不同形貌的四氧化三鐵?？疾炝溯o助添加

5、劑(聚乙二醇、乙二醇)、氫氧化鈉、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間對四氧化三鐵結(jié)構(gòu)及形貌的影響。研究結(jié)果表明:
　　 以三氯化鐵為原料時,隨聚乙二醇的增加,四氧化三鐵的形貌發(fā)生從球形到棒狀的變化；采用硫酸亞鐵作為鐵源時,通過調(diào)控氫氧化鈉量的變化,四氧化三鐵由球形逐漸長成不規(guī)則的片狀,通過加入乙二醇得到了片狀形貌的四氧化三鐵,通過反應(yīng)溫度的提高和時間的延長,片狀四氧化三鐵會繼續(xù)生長,進一步長成了八面體結(jié)構(gòu)；采用鐵氰化鉀為鐵源制備四氧化三鐵時,通