鐵系元素納米粒子的制備和性質(zhì)研究.pdf

1、本論文主要探討了幾種不同形狀的鐵鈷鎳納米結(jié)構(gòu)的制備方法及性質(zhì)研究。包括：首次在水溶液體系中，以NaBH<,4>還原FeCl<,3>的方法得到立方形Fe納米粒子，并且進一步用硅酸酯、鋯酸酯水解和苯乙烯乳液聚合的方法得到了表面包裹SiO<,2>、ZrO<,2>、聚苯乙烯的復(fù)合納米粒子；在水/聚乙二醇(PEG)/環(huán)己烷乳液體系中合成了絨球狀Fe納米粒子和空心球狀CoNi雙金屬納米粒子；在十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)水溶液體系中合成了絨球狀

2、CoNi雙金屬納米粒子；在十二胺鹽酸鹽水溶液中合成了薄片狀FeS納米粒子。用透射電子顯微鏡(TEM)、選區(qū)電子衍射(SAED)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)、X-射線能量擴散光譜儀(EDS)、X-射線衍射儀(XRD)對各樣品進行表征和結(jié)構(gòu)分析；用熱重儀(TGA)、振動樣品磁強計(VSM)和超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)對Fe納米粒子固體樣品進行磁性分析；用CHI電化學(xué)工作站對薄片狀FeS納米粒子進行了電化學(xué)性質(zhì)測試。主要結(jié)果如下：

3、 1.在水溶液體系中，以NaBH<,4>還原FeCl<,4>的方法得到立方形Fe納米粒子，產(chǎn)率80％以上，平均粒徑約為100 nm，立方體顆粒比例在90％以上。這是首次在水溶液體系中得到立方形Fe納米粒子的例子。成功地將SiO<,2>、ZrO<,2>以及聚苯乙烯包裹于立方形Fe納米粒子表面，得到抗氧化能力好的復(fù)合核殼納米結(jié)構(gòu)，從而使Fe的磁性質(zhì)穩(wěn)定;首次在水/PEG/環(huán)己烷體系中合成了絨球狀Fe納米粒子。制備這些粒子的方法具有操作

4、簡單、試劑毒性較小和反應(yīng)產(chǎn)率高等優(yōu)點。研究了幾種Fe納米粒子的磁性質(zhì)，測量結(jié)果表明：立方形Fe納米粒子具有較高的矯頑力和飽和磁化強度：Fe的復(fù)合納米粒子體系具有很好的抗氧化能力，磁性質(zhì)穩(wěn)定；絨球狀Fe納米粒子具有較高的飽和磁化強度和較低的矯頑力，可以應(yīng)用于同時要求高磁化強度和高頻交變的磁器件，并且較高的比表面積使得其有望在催化和儲氫方面有潛在的應(yīng)用前景。 2．在水/PEG/環(huán)己烷體系中制得了空心球狀CoNi雙金屬納米粒子，在CT

5、AB水溶液體系中制得絨球狀CoNi雙金屬體系納米粒子。XRD和SAED表明，這兩種形狀的CoNi納米粒子均為非晶。初步研究了兩種形狀的CoNi納米粒子的生長機制，發(fā)現(xiàn)表面活性劑對粒子的生長有重要的影響。另外，環(huán)己烷對CoNi空心球的形成至關(guān)重要。測定了兩種形狀的CoNi納米粒子的磁性質(zhì)，二者都是矯頑力很小的軟磁性材料。 3．在十二胺鹽酸鹽體系中，用Na<,2>S和(NH<,4>)Fe(SO<,4>)<,2>反應(yīng)制得薄片狀納米級FeS粒子