强磁性ni掺杂fe3o4纳米磁粉的制备及性能研究

《强磁性ni掺杂fe3o4纳米磁粉的制备及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、20惦年(第四届)中田纳米科技西安研讨会论文集嬲the4恤Chln雠$ymimattmonN*n懈elenee＆Teehnology薯墨圈_蕾皇曩焉圈_置冒冒——_置墨—墨_薯瞄囊_—一111"li强磁性Ni掺杂Fe304纳米磁粉的制备及性能研究王芸1马季玫1’2沈新元1(1．东华大学材料科学与工程学院，东华大学纤维材料改性国家重点实验室，上海200051)(2．中原工学院材料与化学工程系，河南郑州450007)摘要：用化学共沉淀法制备了强磁性的Ni掺杂Fe，0。纳米磁粉。采用x射线g-募t4z、电感耦合等离子发射光谱仪、傅立叶红外一拉曼光谱仪、透射电子显微镜、振动样品磁强

2、计对掺杂Fe，O。纳米粒子进行了物相结构和磁性能表征。结果表明，掺杂Fe，0．磁粉的粒径在20nm左右，其比饱和磁化强度(o。)可达114emu／g，大大超过了一般Fe，0。纳米磁粉的比饱和磁化强度，并进一步分析了掺杂Fe，O．纳米粒子的磁性能有较大提高的原因。关键词：Fes0-纳米磁粉；掺杂；比饱和磁化强度(o。)0引言近年来，对磁性纳米粒子的研究越来越受到人们的重视。这是由于它在磁记录材料，微波吸收材料和磁性液体等实际应用中有着广泛的用途，特别是磁性液体作为一种新型功能材料，被广泛应用于扬声器、密封、润滑、医药和航空航天等方面‘11。强磁性的纳米粒子可以是金属颗粒(纳米

3、Fe、Co等)，也可以是金属氧化物颗粒(Fe304磁性纳米粒子)，还可以是两者的混合物，例如Co．Fe304超细颗粒‘甜，但至今为止，纳米Fe304颗粒仍是应用最广泛的的磁性纳米粒子，这是由于纳米Fc304颗粒的制备方法相对简单、有较成熟的制备工艺、生产成本较低，此外，利用现有工艺条件容易得到纳米级的Fe304颗粒啪，但是，其饱和磁化强度往往不能满足一般的技术应用的要求。目前已有文献报道，将少量的NiO掺杂入Fc304粉体中进行高温烧结后可以提高Fe304块体的磁性能渊，还有报道指出，在Fe30。的制备过程中加入少量的Ni2+可以提高最终产物的电性能等嘲，但至今还没有人通过

4、化学方法将Ni掺杂于Fe30。纳米磁粉中，以提高磁粉的磁性能。本文用化学共沉淀法制备了Ni掺杂Fe304纳米磁粉，并运用多种测试方法对其进行了表征，发现其饱和磁化强度有了明显的提高。l实验部分1．1实验原理本实验采用化学共沉淀法研制Ni掺杂Fe304纳米粉体，其反应原理如下：2FeCl3·6H20+NiCl2·6H20+8NH3·H20—》NiFe2q+8NH4Cl+16H202FeCl3-6H20+FeCl2·4H20+8朋3·H20—》F色304+8埘4C，+14H201．2工艺流程Ni掺杂Fe30。纳米磁粉的制备过程(图1)。神、铀眷煎放—，^■N■j‘I●“■t■，

5、■■∞研．21105年(第四届)中田纳米科技西善￡研讨会}论文jI2005the4'kChineseSymposiumonNauoscience＆TecimologyNiCl2·6H：OFe3+Fe2+图1掺杂磁流体的制备流程图1．3试剂及仪器氯化铁(FeCl3·6H20)，分析纯，上海化学试剂公司；氯化亚铁(FeCl2·4H20)，分析纯，上海化学试剂公司；氯化镍(NiCl2·6H20)，分析纯，上海化学试剂公司；十二烷基苯磺酸钠，化学纯，上海化学试剂公司：氨水，分析纯，上海化学试剂公司；x射线衍射仪(日本理学公司D／max--Bh电感耦合等离子发射光谱仪(美国Therm

6、oJarrellAsh公司IRISAdvantage1000)『；傅立叶窒rCb-拉曼光谱仪(美国NiNilet公司NEXUS--670)：透射电子显微镜(日本国日立公司H一800)；振动样品磁强计(美国LakeShore公司VSM7400)；离心机(上海安亭科学仪器厂制造TDL--5)。1．4样品的制备取一定量的固体FeCl36H20和FeCl24H20溶于100ml去离子水中，形成含有Fe3+和Fe2+的水溶液后置于500ral的烧瓶中，通氮气保护。再取少量NiCl261-120溶于去离子水中，待NiCl2ffl20完全溶解后，将此溶液加入到上述Fe3+和Fe2的水溶液

7、中，搅拌混合，并超声分散5min。加入20m15％(质量分数)的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠溶液，快速搅拌lOmin使其分散均匀。滴加1．5mol／L的Nil3·}≈O溶液反应，直至溶液pH=9左右。溶液在中等搅拌速度下继续反应1h后，在80℃下陈化4h，冷却至室温。离心分离，用去离子水清洗数次直至pH=7，得黑色胶状沉淀物。将此黑色胶状沉淀物在温度为600C的真空干燥箱里千燥10h，得到干燥的Ni掺杂Fe304纳米磁粉。1．5样品的测试样品的物相和平均晶粒尺寸通过X射线衍射仪(XRD)测定(工作时采用铜靶，K。射线