幾種磁性氧化物納米材料的合成與表征.pdf

1、本文采用水熱合成技術(shù)，合成了幾種磁性氧化物納米材料，包括具有分形結(jié)構(gòu)的α-Fe2O3樹葉/雪花狀晶體、Fe3O4納米線、MnFe2O4納米棒和MFe2O4(M=Ni, Co, Zn)型納米顆粒，并通過改變工藝參數(shù)和添加表面活性劑，探索了磁性納米材料形貌控制的工藝途徑。利用XRD、M?ssbauer譜、SEM、TEM和HRTEM等手段對所得樣品進(jìn)行了成分分析、形貌觀察和結(jié)構(gòu)表征，利用VSM對樣品的磁性能進(jìn)行了測試。初步提出了水熱環(huán)境下幾種

2、納米材料的生長機(jī)制。
　　利用水熱法合成了具有分形結(jié)構(gòu)的單晶α-Fe2O3樹葉狀晶體，并在表面活性劑 NP-9的輔助下可控地將其形貌轉(zhuǎn)變?yōu)檠┗睢Ｋ脴淙~及雪花狀樣品均在(0001)晶面內(nèi)沿<0211>晶向生長。
　　在表面活性劑 PEG的輔助下，利用水熱法合成了高產(chǎn)率且形態(tài)均勻的Fe3O4納米線。所得 Fe3O4納米線直徑約15nm，長度約2～3μm，為單晶結(jié)構(gòu)，生長方向?yàn)?100>晶向。與納米顆粒相比，納米線具有更高的磁

3、晶各向異性，其飽和磁化強(qiáng)度為23.0emu/g。
　　利用水熱法合成了高產(chǎn)率、形態(tài)均勻的單晶MnFe2O4納米棒，其直徑約為20nm，長度500nm，生長方向?yàn)?111>晶向。納米棒具有良好的磁性能，其飽和磁化強(qiáng)度為74.0emu/g，接近于塊體材料的相應(yīng)值。
　　在合成 MnFe2O4納米棒的基礎(chǔ)上，通過替代金屬陽離子，合成了大規(guī)模、形態(tài)均勻的MFe2O4(M=Ni, Co, Zn)納米顆粒，尺寸均在10～20nm較窄的范

4、圍內(nèi)分布，結(jié)晶性良好，表面狀態(tài)清晰。NiFe2O4和CoFe2O4納米顆粒的飽和磁化強(qiáng)度分別為53.5emu/g和70.2emu/g，均接近于其塊體材料的相應(yīng)值；ZnFe2O4納米顆粒在室溫下則呈現(xiàn)順磁性。
　　表面活性劑對于水熱環(huán)境下可控合成起到了重要作用。NP-9的引入有利于α-Fe2O3的分形生長，PEG的引入有利于 Fe3O4的一維生長。此外， PEG的含量影響納米線的產(chǎn)率并在體積分?jǐn)?shù)為25％時(shí)達(dá)到最大產(chǎn)率。PEG的分子量