溶剂热法制备纳米四氧化三铁及其碳复合物

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Fe304磁性纳米材料是一类非常重要的无机功能材料,其独特的物理化学性质,使其在众多方面表现出与常规磁性材料不同的特殊用途。基于在磁记录、磁流体、催化、生物医药等领域有着广泛的潜在应用前景,近年来有关Fe304磁性纳米材料的制备及性能表征已成为磁学领域的研究热点之一。设计开发具有独特结构和功能的磁性纳米结构材料,并对其磁性能进行研究,是科研工作者努力实现的目标。本论文结合羧甲砜基团的热脱羧性质和纳米材料制备过程中常用表面活性剂的结构特点,以溴代十六烷和巯基乙酸为原料,合成了一种可较低温度脱羧的羧甲砜基阴离子表面活性剂,并制得了其有机铁盐和亚铁盐;利用热失重(TG)表征可知,该有机金属盐在150℃左右即可发生分解;然后以制得的有机铁盐和亚铁盐为铁源,以葡萄糖为碳源,通过溶剂热法合成了Fe304纳米粒子及其碳复合物。研究了不同反应条件对纳米粒子性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了纳米粒子的大小和形态;利用X射线衍射仪(XRD)测试晶体结构;VSM表征磁性纳米粒子的饱和磁化强度及超顺磁性。结果表明,Fe304纳米粒子粒径均一,约5nm,具有超顺磁性,饱和磁化强度为62.37emu/g;分步法制得的C@Fe304粒径在100nm左右,饱和磁化强度可达到45.26emu/g;一步法制得的Fe304@C复合纳米粒子,分散性良好,热稳定性较好,可较长时间稳定存在。
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