磁性氧化铁纳米颗粒的制备、掺杂及包覆研究.pdf

《磁性氧化铁纳米颗粒的制备、掺杂及包覆研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUIliversityforthedegreeofMasterThesynthesisresearchOfCo·ZndopedandsilicacoatedmagneticironoxidenanOparticlesByAnLuluSupervisor：SongPingxinCondensedMatterPhysicsPhysicalEngineemgC01legeofZhengZhouU11ivers匆May2014原创性声明本人郑重声明：所呈交

2、的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：强锨学位论文使用授权声明日期：1＼f严本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学

3、位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：张獭醐：力舻泸lr、舅●I■■■l，、雷仪■1摘要纳米形态的Fe304除了具有纳米材料特殊的性质外，还以其独特的磁学性能，成为近些年来的研究热点。已经广泛的应用于生物医药、吸波材料、磁流体、磁记录材料等领域。本文利用化学共沉淀法，成功制备出了Fe304纳米颗粒，

4、并引入Co、Zn离子对其进行掺杂，还成功的利用溶胶凝胶法实现了对磁性纳米颗粒的Si02包覆，磁核可以是嘶．Fe203或Fe。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、x射线衍射仪(Ⅺm)、拉曼光谱、综合物性测量系统(PPMS)对产物的形貌、物相、磁学性能进行了表征。分析了制备过程中的实验参数对产物性能的影响。结果表明：一、Fe304纳米颗粒的制备与表征。利用化学共沉淀法，在反应温度为40℃，反应时间为15min，熟化温度为75℃，熟化时间为15min的条件下，成功制备出了颗粒尺寸为10衄，团聚较轻的

5、Fe304纳米颗粒，产物在室温下显示超顺磁性，饱和磁化强度达到了65．4eml√g。并研究了不同熟化时间对产物形貌和性能的影响，结果表明，随着熟化时间的不断增加，颗粒尺寸出现先增加后减小的情况，这是由于长时间的高温熟化导致溶剂含量的大量减少，该异常情况与溶剂中乙醇含量较高且易挥发有联系。二、Co．zn掺杂Fe304纳米颗粒的制备和表征。利用化学共沉淀法，在与制备纯Fe304纳米颗粒相同的实验条件下，比较了引入Co、Zn离子后对产物形貌和磁学性能的影响，结果表明，与纯Fe304相比，(1)只引入Co离子

6、对Fe304进行掺杂时，在完全相同的实验条件下，相较于制备出的纯Fe304纳米颗粒，产物发生了较为严重的团聚，且颗粒尺寸随着反应温度和熟化时间的增加而增加，在反应温度为60℃、反应时间为15min、熟化温度为75℃、熟化时间为1h时，制备出的Co掺杂Fe304纳米颗粒的形貌和磁化性能较为良好，颗粒尺寸约62m，饱和磁化强度达到了73emu／g。(2)只引入Zn离子对Fe304进行掺杂时，制备出的产物形貌较为理想，颗粒之间分界较为清晰，在反应温度为40℃、反应时间为15min、熟化温度为75℃、熟化时间

7、为15IIlin时，制备出的Zn掺杂Fe304纳米颗粒的形貌和磁化性能较为良好，颗粒尺寸约35m11，饱和磁化强度达到了66eml√g。(3)同时引入Co、Zn离子后，产物的颗粒尺寸明显增加，T摘要在75～300nm之间，饱和磁化强度略有提升，约69．6emⅣg。三、溶胶凝胶法对磁性纳米颗粒的Si02包覆。采用溶胶凝胶法，对干凝胶先在空气中低温处理，使之有剩余的未反应完全的碳，再高温无氧煅烧，利用碳提供的还原气氛，将制备出的洳Fe203@Si02还原成1，．Fe203@Si02或者Fe@Si02。实验

8、结果表明：制备出的Fe@Si02磁性复合颗粒的尺寸在100nm～150m之间，形貌近似球形，包覆的Si02层厚度～20nm，饱和磁化强度最高达到了10．8em“g，室温下显示超顺磁性；制备出的丫．Fe203@Si02磁性复合纳米颗粒尺寸～12011111，形貌近似球形，饱和磁化强度最高达到了21．1e砌以，并对其反应过程和机理进行了初步的研究分析。关键词：Fe304；磁性纳米颗粒；Co．zn掺杂；化学共沉淀法；溶胶凝胶法；Si02包覆Abs的ctAbst