納米磁性材料的制備方法上比較與應(yīng)用

1、 納米磁性材料的制備方法上比較與應(yīng)用作者:王慶祿, 張志剛, WANG Qing-lu, ZHANG Zhi-gang作者單位:王慶祿,WANG Qing-lu(唐山師范學(xué)院,教務(wù)處,河北,唐山,063000, 張志剛,ZHANG Zhi-gang(唐山師范學(xué)院,物理系,河北,唐山,063000刊名:唐山師范學(xué)院學(xué)報(bào)英文刊名:JOURNAL OF TANGSHAN TEACHERS COLLEGE年,卷(期:2008,30(5被引用次數(shù):0次參考文獻(xiàn)(20條相似文獻(xiàn)(10條1.學(xué)位論文顏世峰納米磁性材料的制備及磁性能研究2005本文采用溶膠-凝膠法、溶膠-凝膠自燃燒法、微乳液法等多種手段成功合

2、成NiZnCu,MnZn,NiZn類尖晶石型鐵氧體首次以PVA為配體,以價(jià)廉的金屬硝酸鹽為鐵氧體前驅(qū)體的溶膠-凝膠法制備NiZnCu鐵氧體納米粒子。該工藝具有成本低、工藝簡(jiǎn)單、便于工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn),制得的納米粒子因?yàn)槟苡行Ы档蜔Y(jié)溫度而成為多層片式電感方面優(yōu)良的介質(zhì)材料;尖晶石型鐵氧體/SiO2(或聚苯胺納米復(fù)合材料的制備有效減輕了不希望的晶粒粗化和粒子團(tuán)聚現(xiàn)象。通過改進(jìn)的以檸檬酸作為絡(luò)合劑的溶膠-凝膠自燃燒法成功合成了高質(zhì)量的均相MnZn鐵氧體/SiO2納米復(fù)合材料,克服了傳統(tǒng)的溶膠-凝膠法中形成凝膠過程過長(zhǎng)以及制備高鐵氧體含量的復(fù)合材料時(shí)不可避免地形成-Fe2O3雜質(zhì)等缺點(diǎn),該工藝具有成本

3、低、高效、不需高溫設(shè)備、便于放大生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn);微乳液法制備的鐵氧體納米粒子分散均勻,晶粒尺寸均勻,粒度和形態(tài)可控,并且易于實(shí)現(xiàn)對(duì)納米鐵氧體粒子的均相包覆。首次用透射電鏡觀察了微乳液法合成鐵氧體納米粒子的工藝過程,該手段直觀生動(dòng)地揭示了微乳液法合成NiZn鐵氧體納米粒子的每一步驟,有助于驗(yàn)證和更深入地理解微乳液法制備納米粒子的基本原理;用兩步微乳液法首次合成了具有新穎的類西瓜瓤結(jié)構(gòu)NiZn鐵氧體/SiO2納米復(fù)合材料,因其兩步合成法便于選擇特定的核以獲得期望的磁響應(yīng),可望在生物醫(yī)學(xué)的磁性操縱方面有潛在應(yīng)用。首次用微乳液法對(duì)合成的NiZn鐵氧體磁流體進(jìn)行包覆以合成既導(dǎo)電又有磁性的核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺/

4、NiZn鐵氧體納米復(fù)合材料,該復(fù)合材料兼有無機(jī)和有機(jī)材料的優(yōu)異性能,在光、電和磁等領(lǐng)域展示了巨大的應(yīng)用前景。對(duì)合成的納米磁性材料的磁性能研究表明:合成方法的不同、熱處理溫度和SiO2含量變化等對(duì)納米晶形態(tài)、晶粒大小和鐵氧體納米粒予在SiO2基體中的分散狀況等有著重要的影響,并最終影響樣品的磁學(xué)性能。隨著鐵氧體粒子粒徑的增大,樣品由超順磁性向亞鐵磁性過渡,飽和磁化強(qiáng)度逐漸增大,矯頑力在粒徑約等于單疇尺寸時(shí)達(dá)最大值。鐵氧體粒子的磁性能還與測(cè)量溫度有關(guān),在阻截溫度上下可能有截然不同的兩種磁學(xué)性質(zhì)。包覆后的鐵氧體納米粒子的磁學(xué)性能有一定改變,阻截溫度向低溫移動(dòng)。以Fe(NO33·9H2O,C

5、o(NO3 2·6H 2O和La2O3為原料,首先制備出晶粒細(xì)小的鹽漬化堿式碳酸鹽前驅(qū)體,在400、500、600、700、800分別燒結(jié)1 h,制備出CoFe 2O 4和LaCo 0.4Fe 0.6O 3納米磁性材料,并用XRD、SEM和IR對(duì)樣品進(jìn)行表征,研究了不同的燒結(jié)溫度和La摻雜對(duì)物相的形成及顆粒大小的影響.3.學(xué)位論文成翠蘭納米磁性材料的制備及其在水處理中的應(yīng)用2008納米粉體在諸多工業(yè)領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用前景,Fe<,3>O<,4>作為一種具有磁性的功能材料,具有廣泛的應(yīng)用,Fe<,3>O<,4>顆粒的納米化,使四氧化三鐵的

6、應(yīng)用功能更為強(qiáng)大,因此,有關(guān)納米Fe<,3>O<,4>的研究得到越來越多的重視。納米二氧化硅是一種無機(jī)功能材料,由于它具有較低的密度、較大的比表面積、優(yōu)良的化學(xué)和熱穩(wěn)定性、無毒性以及與其它材料良好的兼容性被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。本文采用共沉淀法制備納米Fe<,3>O<,4>,選用NaOH作為沉淀劑,加入到Fe<'3+>和Fe<'2+>的混合溶液中,制得了納米磁性Fe<,3>O<,4>。以納米Fe<,3>O<,4>顆粒作吸附劑,研究其用量、粒徑、吸附溫度以及pH值

7、幾個(gè)因素對(duì)Hg<'2+>吸附效果的影響,考察了納米Fe<,3>O<,4>顆粒對(duì)水中Hg<'2+>的吸附性能,并對(duì)吸附結(jié)果的重現(xiàn)性和吸附機(jī)理進(jìn)行了研究。確定了最佳的吸附條件:納米Fe<,3>O<,4>的用量0.06g、粒徑6nm;納米Fe<,3>O<,4>對(duì)Hg<'2+>吸附的最佳溫度為19、最佳pH值為3.5,此pH值不需要經(jīng)過酸或堿調(diào)節(jié),便于控制;納米Fe<,3>O<,4>顆粒對(duì)水中Hg<'2+>的吸附去除率隨其用量的

8、增加、粒徑的減小而增大。實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性良好;納米Fe<,3>O<,4>顆粒吸附水中Hg<'2+>以物理吸附為主。該吸附過程符合Freundlich吸附方程,顯示了很強(qiáng)的納米效應(yīng),是一種具有較好應(yīng)用前景的Hg<'2+>吸附劑。鑒于一般模板法存在的問題以及Pickering乳液法制備復(fù)合粒子的優(yōu)點(diǎn),研究了納米Fe<,3>O<,4>粒子穩(wěn)定的Pickering乳液為模板合成磁性空心二氧化硅微球。通過SEM、TEM和XRD等手段對(duì)磁性空心二氧化硅球進(jìn)行了表征,結(jié)果表明:產(chǎn)品為空心結(jié)構(gòu),分散性良好,大小在2-3微米左右

9、,壁厚約為90-100nm,每個(gè)空心球都具有較強(qiáng)的磁性。這非常有利于用外加磁場(chǎng)對(duì)磁性空心二氧化硅進(jìn)行分離。研究表明2-甲基吡啶的用量、硅烷偶聯(lián)劑的用量及硅源對(duì)合成的磁性空心球結(jié)構(gòu)和外貌有重要影響。研究表明磁性空心SiO<,2>對(duì)水中的Hg<'2+>具有較強(qiáng)的吸附作用,以聚甲基三乙氧硅烷為硅源制備的空心球?qū)x子的吸附能力優(yōu)于以正硅酸乙酯為硅源制備的空心球的吸附能力.本文還初步研究了納米磁性材料對(duì)水中的重金屬鉻離子以及含有苯酚的有機(jī)污染水的吸附。處理效果與重金屬汞離子相比,具有一定的差距,有待于進(jìn)一步的研究,尋求吸附的最優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件。2009,37(5介紹了納米磁

10、流體、納米磁性顆粒、納米磁性微晶及納米磁性復(fù)合材料的制備方法并比較了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn).并對(duì)納米磁性材料的應(yīng)用進(jìn)行了概述,對(duì)其研究前景進(jìn)行了展望.5.學(xué)位論文鄭重碳納米管基納米磁性材料的制備及表征2006納米磁性材料強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景使其成為物理、化學(xué)、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域的研究前沿。碳納米管(CNTs由于其獨(dú)特的管狀結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)成為納米領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。在CNTs的基礎(chǔ)上發(fā)展制備納米磁性材料的新方法,開拓新的體系是一個(gè)十分重要的研究課題。本文首次通過化學(xué)鍍的方法在CNTs表面進(jìn)行磁性復(fù)合鍍層的涂覆,包括:Ni-P、Co-P、Co-Ni-P、Co-Fe-P復(fù)合鍍層,以期獲得一種新穎的

11、一維納米磁性材料,從而在磁記錄材料、吸波材料、隱身材料等方面得到應(yīng)用。在考察CNTs前處理的基礎(chǔ)上,探討了在CNTs表面獲得致密均勻的鎳、鈷、鐵鍍層及其復(fù)合鍍層的實(shí)驗(yàn)方法及工藝。同時(shí),開展了鍍覆條件及其工藝對(duì)鍍層成分、結(jié)構(gòu)、鍍層均勻性的影響研究?？疾炝藷崽幚礤儗咏Y(jié)構(gòu)及其磁性能的相互關(guān)系,并采用多種先進(jìn)的現(xiàn)代化儀器(透射電鏡、掃描電鏡、X-射線光電子能譜、振動(dòng)磁強(qiáng)檢測(cè)儀等對(duì)樣品進(jìn)行了表征,獲得以下結(jié)論,其中一些創(chuàng)新性的結(jié)果對(duì)碳納米管的進(jìn)一步應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。(1采用化學(xué)鍍的方法在CNTs表面進(jìn)行磁性金屬的涂覆,方法簡(jiǎn)單可行。可得到連續(xù)、均勻的鍍層,使碳納米管保持其原有的性質(zhì)的同時(shí)又產(chǎn)生更加

12、理想的磁學(xué)性質(zhì);(2碳納米管的前處理、高密度的活化點(diǎn)、較低的沉積速率、最佳的裝載比及分散方式是得到連續(xù)包覆層的關(guān)鍵;(3施鍍溫度、溶液的pH值和鍍液金屬主鹽摩爾比對(duì)鍍層的磁性能是重要的影響因素。特別應(yīng)在施鍍過程中控制鍍液中金屬主鹽摩爾比,它決定著化學(xué)鍍層組成元素含量比,進(jìn)而決定鍍層的磁性能;(4采用誘發(fā)活化法,可以在CNTs表面獲得較均勻致密化學(xué)鍍鎳層。但起鍍慢,與活化敏化法相比不易掌控;(5鍍后矯頑力和比飽和磁化強(qiáng)度比鍍前提高了很多。特別是鍍鈷磷的CNTs,矯頑力比鍍前提高近5倍。鍍鈷磷和鍍鈷鎳磷的CNTs,和薄膜鍍層、粗粉及大塊合金相比,矯頑力有不小的增幅,這是納米尺寸所帶來的新效應(yīng)。(6

13、熱處理后鍍層連續(xù)、致密、光滑,對(duì)鍍層磁性影響較大。6.學(xué)位論文楊永斌磁疇觀測(cè)系統(tǒng)研究及近場(chǎng)光學(xué)探針的制備2009目前,納米磁性材料的應(yīng)用非常廣泛,已經(jīng)從傳統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展到高新技術(shù)領(lǐng)域,從單純磁學(xué)范圍,拓展到與磁學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科領(lǐng)域,其廣度和深度比其他功能材料都要大得多。磁疇結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律直接決定了磁性材料的物理性質(zhì)和應(yīng)用方向,因此納米尺度的磁疇檢測(cè)是進(jìn)行納米磁性材料研究的前提條件。與此同時(shí),現(xiàn)有的磁疇檢測(cè)技術(shù)都存在一定的不足之處,如分辨率較低、靈敏度較低、裝置比較復(fù)雜或者昂貴等。因此對(duì)納米磁性材料的進(jìn)一步研究,需要一個(gè)更加完善的磁疇檢測(cè)技術(shù)。 近場(chǎng)光學(xué)探針是掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡的核心器件?，F(xiàn)

14、有的近場(chǎng)光學(xué)探針制備技術(shù)都存在一定的缺點(diǎn),如制備探針的重復(fù)性較差,制備的探針的分辨率較低或通光效率較低或者裝置較復(fù)雜等。因此發(fā)展一種裝置比較簡(jiǎn)單且制備探針的重復(fù)性較高的近場(chǎng)光學(xué)探針制備技術(shù)從而制備出分辨率和通光效率較高的探針,并進(jìn)一步拓寬掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡的應(yīng)用范圍具有重要意義。 本論文的主要目的是設(shè)計(jì)和搭建一種分辨率和靈敏度較高、裝置比較簡(jiǎn)單且便宜的磁疇觀測(cè)系統(tǒng),以及一種裝置比較簡(jiǎn)單且制備探針的重復(fù)性較高并能制備高分辨率和通光效率的近場(chǎng)光學(xué)探針的裝置。本論文的內(nèi)容主要包括三部分。第一部分是新的磁疇觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與搭建。第二部分是靜動(dòng)結(jié)合化學(xué)腐蝕法制備近場(chǎng)光學(xué)探針的理論分析。第三部分是新的近場(chǎng)

15、光學(xué)探針制備裝置的設(shè)計(jì)與搭建。 首先,我們利用巨磁阻磁頭設(shè)計(jì)并搭建了一個(gè)新的磁疇觀測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、控制機(jī)箱、巨磁阻磁頭、數(shù)字源表、離子風(fēng)機(jī)、xy向掃描器、z向掃描器、電控位移臺(tái)、四維調(diào)整架和光學(xué)顯微鏡及CCD攝像頭組成。系統(tǒng)中的巨磁阻磁頭是商用的,其中的巨磁阻薄膜的尺寸僅為幾十納米,因此其極易被靜電損壞。我們著重研究了其被靜電損壞的機(jī)制。根據(jù)靜電產(chǎn)生的三種模式,分別采取了一些措施,解決了巨磁阻磁頭極易被靜電損壞的問題。利用我們搭建的這個(gè)系統(tǒng),我們進(jìn)行了記錄在納米磁性材料上的磁疇觀測(cè),得出了初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外,我們還利用磁力顯微鏡觀測(cè)了這些記錄在納米磁性材料上的磁疇,且將我們的系統(tǒng)所得的初步結(jié)果與磁力顯微鏡所得結(jié)果進(jìn)行了比較,比較后的結(jié)果證實(shí)了我們系統(tǒng)的可行性。 其次,我們對(duì)靜動(dòng)結(jié)合的化學(xué)腐蝕法制備近場(chǎng)光學(xué)探針的原理進(jìn)行了理論分析。首先,根據(jù)光纖移動(dòng)速度對(duì)氫氟酸腐蝕液面的影響情況,我們具體分為了五種情況詳細(xì)的分析了該法制備近場(chǎng)光學(xué)探針的過程,并得出了各種情況下,制備的近場(chǎng)光學(xué)探針的長(zhǎng)度及錐角的函數(shù)表達(dá)式;然后我們又?jǐn)?shù)值模擬并分析了腐蝕時(shí)間及光纖移動(dòng)速度對(duì)所制備的近場(chǎng)光纖探針的長(zhǎng)度及錐角的影響情況。根據(jù)上述分析,我們得出了該法制備探針的機(jī)理,即先由靜態(tài)部分將光纖腐蝕成一個(gè)錐臺(tái)的