论文部分内容阅读
铁的氧化物是一类非常重要的无机功能材料,被广泛应用于涂料、塑料、橡胶、陶瓷、玻璃、化妆品、医药添加剂等领域,是仅次于钛白粉的第二大无机颜料。此外,它还被用作制备各种铁氧体的原料、催化剂、抛光剂、磁流体、磁记录材料、气敏元件等。以 Fe3O4为主要成份的软磁铁氧体材料以及由它制成的磁性元件是一类应用极其广泛的功能材料和基础元器件,其应用涉及到电子、信息、机电、汽车、冶金、航天航空、交通运输系统、工程、生物、医学等领域。铁氧体磁性材料与磁性元件直接决定和影响着尖端技术水平,国民经济发展速度和人民生活质量的提高。由于软磁铁氧体具有广阔的发展前景和可预期的市场潜力,研究和开发综合性能好的软磁铁氧体材料,已成为材料工作者努力实现的目标。作为生产软磁铁氧体的重要原料,高质量的 Fe3O4对铁氧体磁性材料的研究起着至关重要的作用。 近年来,一维纳米结构,如纳米线、纳米棒、纳米带和纳米管等已经成为了国内外各研究小组主要研究内容。一维纳米材料指直径在 1-100nm,长度可达几微米或更长的材料。它们通常被认为在构建纳米器件中作为连接物。因此,如果可以在纳米的尺度上合成一维磁性纳米线,既可在其纵向上增强磁性,也可以利用其磁性更有效的作为纳米建筑块。 本课题针对国际热点,选用廉价、易得的铁盐为前躯体,通过水热/溶剂热方法制得了一系列四氧化三铁和三氧化二铁等一维纳米结构。 本文用了三种不同的方法先后合成了具有不同纵横比的四氧化三铁一维纳米结构。产物的形态、组成及磁性用了扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振荡样品磁力计(VSM)、X-射线粉末衍射(XRD)等仪器进行了表征。具体结果如下: 以聚乙二醇为模板,在水热条件下了合成四氧化三铁纳米棒。在本实验中利用了 PEG 与铁离子相互作用,从而指导四氧化三铁生长成一维纳米结构。 以尿素为沉淀剂,均相生成四氧化三铁纳米棒。我们利用尿素在 100℃左右分解放出氨气的特性,使反应体系的 pH 值升高,从而实现了四氧化三铁的定向生长。 四氧化三铁纳米粒子在浓碱的条件下可以定向生长成一维纳米线,在此条件下,我们以四氧化三铁纳米粒子为原料合成了具有较长纵横比的四氧化三铁纳米线。