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本论文根据层状双金属氢氧化物(LDHs)在高温焙烧后可转化为尖晶石的实验和理论依据,以及针对传统干法制备尖晶石铁氧体磁性材料的缺点,提出了由层状前体LDHs制备铁氧体磁性材料的若干方法:依据LDHs经高温焙烧后生成尖晶石和二价金属氧化物的混合物,将Zn2+引入LDHs层板上,通过调控层板组成,使其焙烧后为尖晶石和ZnO的混合物,利用ZnO的两性性质将其去除,实现了由层状前体LDHs制备多孔性铁氧体磁性材料的构想;依据LDHs层板金属离子的可调控性和层间阴离子的可交换性,将FeII离子引入层板,以及将[Fe(CN)6]3-络合离子引入层间,其焙烧后所得产物的磁学性能优良,实现了由层状前体LDHs制备高性能铁氧体磁性材料的构想。一、层状前体法制备多孔性铁氧体磁性材料的研究1. 层状前体ZnFeIII-SO4-LDHs和NiZnFeIII-SO4-LDHs的合成采用共沉淀法制备了ZnFeIII-SO4-LDHs,研究了pH值、晶化温度、晶化时间及投料摩尔比对其晶体结构的影响,并对其结构特征进行了分析。在此基础上,将Ni2+离子引入层板,制备了NiZnFeIII-SO4-LDHs,对其晶体结构和热稳定性进行了研究。2. 多孔性铁氧体ZnFe2O4 和NixZn1-xFe2O4的性能研究(1)ZnFeIII-SO4-LDHs和NiZnFeIII-SO4-LDHs焙烧产物的多孔性ZnFeIII-SO4-LDHs焙烧产物中的ZnO被去除后所得产物的孔体积及比表面积明显增大,并且在微孔和中孔范围内孔径分布均匀。不同Ni/Zn/FeIII摩尔比NiZnFeIII-SO4-LDHs在500℃焙烧产物去除ZnO后,产物的孔体积和比表面积明显增加,孔分布均匀。微孔孔体积随着前体中Zn含量的增加略微增大,当Ni/Zn/FeIII摩尔比为1/15/4时,微孔孔体积反而下降;而中孔孔体积变化规律则相反,即随着前体中Zn含量的增加略微减小,当Ni/Zn/FeIII摩尔比为1/15/4时,<WP=5>微孔孔体积反而增加。当Ni/Zn/FeIII摩尔比1/15/4NiZnFeIII-SO4-LDHs的焙烧温度从500℃升至600℃时,焙烧产物用浓NaOH溶液处理后产物的孔体积和比表面积明显降低,当焙烧温度升至700℃时,去除ZnO后产物的比表面积略有降低,但孔体积却明显增加,其中存在孔径为31nm的孔。(2)ZnFeIII-SO4-LDHs和NiZnFeIII-SO4-LDHs焙烧产物的磁学性能由层状前体ZnFeIII-SO4-LDH制备得到的ZnFe2O4为正尖晶石,在300K时表现为顺磁性;在77K时,其磁学性能随着层状前体焙烧温度的改变而改变,在500℃下焙烧所得ZnFe2O4的磁滞回线特征明显且饱和磁化强度较高。由层状前体NiZnFeIII-SO4-LDHs制备得到的NixZn1-xFe2O4,当焙烧温度相同时,其比饱和磁化强度随层状前体中Zn含量的增加呈降低趋势。当焙烧温度为500℃时,产物呈顺磁特性,焙烧温度升至600℃以上时,产物呈亚铁磁性,且饱和磁化强度随着焙烧温度的升高明显增加。二、层状前体法制备高性能铁氧体磁性材料的研究1. 层板添加FeII离子层状前体法制备高性能铁氧体磁性材料的研究合成了不同层板组成 (Mg, Ni, Co)ZnFeIIFeIII-SO4-LDHs,对其组成、晶体结构和热稳定性进行了分析,在此基础上,研究了其焙烧产物的组成和晶体结构。与传统制备尖晶石的干法和湿法相比,由层状前体(Mg, Ni, Co)ZnFeIIFeIII-SO4-LDHs焙烧后所得的尖晶石铁氧体具有优良的磁学性能。2. 超分子插层组装法制备高性能铁氧体磁性材料的研究采用离子交换法,以MgFeIII-Cl-LDHs为交换前体合成了单一晶相的MgFeIII-[Fe(CN)6]3--LDHs,对其晶体结构和热稳定性进行了较为详细的研究,结果表明层间阴离子[Fe(CN)6]3-以C3轴垂直于层板的取向排布于LDHs层间,并给出了其结构示意图。对MgFeIII-[Fe(CN)6]3--LDHs在不同温度下焙烧所得产物的组成及晶体结构进行了分析。与传统干法相比,由MgFeIII-[Fe(CN)6]3--LDHs层状前体制备MgFe2O4尖晶石的磁学性能优良。