鐵氧體納米材料形貌、結(jié)構(gòu)、性能調(diào)控及應(yīng)用研究.pdf

1、本文以水熱法為基礎(chǔ)，通過(guò)改變制備條件合成多種稀土摻雜鐵氧體及鐵氧體復(fù)合納米材料，實(shí)現(xiàn)了納米晶粒結(jié)構(gòu)、性能調(diào)控。著重研討了稀土摻雜、表面活性劑聚丙烯酸或聚乙二醇添加等對(duì)鐵氧體性能的影響。此外，開(kāi)展了以所合成的鐵氧體樣品為吸附劑的染料吸附實(shí)驗(yàn)。詳細(xì)工作內(nèi)容如下:
　　1、應(yīng)用一種無(wú)表面活性劑的水熱法成功合成CoPrxFe2-xO4(x=0，0.025，0.05，0.075，0.1)納米晶粒。XRD表征了CoPrxFe2-xO4納米晶粒

2、的結(jié)晶度、晶相和晶格常數(shù)。樣品的形貌及顆粒尺寸分布由SEM和TEM進(jìn)行測(cè)試分析，結(jié)果表明，樣品形貌隨著Pr3+離子摻雜濃度的變化而變化。EDS研究了不同樣品中元素種類(lèi)及含量。樣品的聲子振動(dòng)模式由拉曼光譜分析表明，結(jié)果說(shuō)明了樣品四面體和八面體結(jié)構(gòu)中陽(yáng)離子重新分布。室溫M-H測(cè)試說(shuō)明所有鐵磁性晶粒都具有較高的飽和磁化強(qiáng)度Ms。應(yīng)用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀研究了樣品的微波吸收能力。剛果紅(CR)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所制備的CoPrxFe2-xO4鐵氧體都具

3、有優(yōu)異的吸附能力，Pr摻雜量會(huì)影響樣品吸附量。
　　2、應(yīng)用水熱法成功制備CoFe1.9RE0.1O4(RE=Pr3+，Sm3+，Tb3+，Ho3+)納米晶粒。XRD、Raman、EDS、SEM和TEM的研究結(jié)果表明CoFe1.9RE0.1O4為純尖晶石相，顆粒形貌以球形顆粒居多，且樣品尺寸分布范圍窄。FT-IR證實(shí)了RE對(duì)CoFe2O4納米顆粒晶格微觀結(jié)構(gòu)有著調(diào)節(jié)作用。此外，研究表明RE3+取代Fe3+會(huì)減小CoFe2O4樣品的

4、DXRD、Ms及Hc。染料CR吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出CoFe1.9RE0.1O4比CoFe2O4對(duì)CR具有更優(yōu)異的吸附性能，揭示RE能提高CoFe2O4對(duì)CR的吸附能力。
　　3、以聚乙二醇PEG為表面活性劑成功制備了PEG/CoFe2O4復(fù)合納米材料。XRD證實(shí)所合成的CoFe2O4為尖晶石結(jié)構(gòu)，TEM結(jié)果表明樣品形貌以球形顆粒為主。FT-IR結(jié)果顯示了C-O-C和-CH2的特征峰，說(shuō)明長(zhǎng)鏈聚合物分子PEG成功包覆到CoFe2O4顆

5、粒表面。VSM測(cè)試結(jié)果顯示PEG降低了復(fù)合材料PEG/CoFe2O4的Ms。Raman結(jié)果說(shuō)明PEG對(duì)晶體陽(yáng)離子分布沒(méi)有影響。染料吸附實(shí)驗(yàn)是分別以CR、MO及MB三種有機(jī)染料作為吸附物質(zhì)進(jìn)行的，結(jié)果說(shuō)明PEG/CoFe2O4對(duì)CR有著優(yōu)異的選擇去除能力。
　　4、原料聚丙烯酸PAA以兩種不同的混合方式合成了PAA/MnFe2O4復(fù)合納米材料。混合方式1合成的納米顆粒S1都存在著雜相α-FeOOH，方式2合成的樣品S2都為純MnFe