非晶氧化铁纳米颗粒的制备与表征

论文摘要

非晶金属氧化物在太阳能转化、电子器件、电化学、磁储存介质、吸附材料和催化等方面有很大的潜在应用价值,由于非晶氧化铁纳米颗粒优异的催化性能、超顺磁性和较大的比表面积,使得非晶态氧化铁在这些应用中起着至关重要的作用。已有研究表明,非晶氧化铁薄膜的湿敏特性好于晶态的氧化铁；非晶氧化铁用于锂离子嵌入阴极具有优异的电学性能；非晶氧化铁与二氧化硅组成的复合材料具有软磁特性、低密度和高电阻率。有文献报道,非晶氧化铁颗粒的性能与其尺寸和形貌有很大关系,要得到具有优异性能的非晶氧化铁颗粒,控制其尺寸和形貌是很有必要的。本论文采用热分解法制备出分散性良好、尺寸细小的非晶氧化铁纳米颗粒。主要工作分为以下两部分：(1)紫外光照法制备普鲁士蓝(PB)前驱体。在试验中我们发现,不同的照射方式对普鲁士蓝颗粒的形貌有很大的影响,这主要是由于光照强度不同影响了普鲁士蓝颗粒的形核率和生长速率引起的。将溶液放在烧杯中,采用紫外光竖直照射时,可以得到立方体形貌的普鲁士蓝颗粒；当采用双光源水平照射时,可以得到普鲁士蓝球形颗粒。当反应溶液浓度为1 mmol/L时,得到的球形颗粒平均尺寸在15 nm左右。(2)通过低温煅烧尺寸在15nm左右的普鲁士蓝球形颗粒,得到分散性较好、平均颗粒尺寸在6 nm左右的非晶氧化铁纳米颗粒。结合红外光谱和差热/热重分析发现,产物中残留质量分数为0.2%左右的C、N元素。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米材料的概述
• 1.2 纳米材料的分类
• 1.3 纳米材料的制备方法
• 1.4 非晶态材料概述
• 1.5 非晶氧化物概述
• 1.5.1 非晶态纳米氧化铁的应用
• 1.5.2 非晶氧化铁的合成方法
• 1.6 本论文的研究目的、内容和意义
• 参考文献
• 第二章 非晶氧化铁的制备及研究方法
• 2.1 样品的制备
• 2.1.1 药品及仪器设备
• 2.1.2 样品制备过程
• 2.2 样品的表征方法
• 2.2.1 X射线衍射（XRD）
• 2.2.2 扫描电子显微镜（SEM）
• 2.2.3 傅里叶变换红外光谱（FTIR）
• 2.2.4 差热/热重分析（TG-DTA）
• 2.2.5 透射电镜（TEM）
• 参考文献
• 第三章 普鲁士蓝的制备与表征
• 3.1 制备
• 3.1.1 单向光源竖直照射
• 3.1.2 双向光源竖直照射
• 3.1.3 双光源水平照射
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 SEM和TEM分析
• 3.2.2 XRD分析
• 3.3 小结
• 参考文献
• 第四章 非晶氧化铁的制备
• 4.1 引言
• 4.2 实验
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢