论文摘要
磁性纳米材料是一种应用潜力巨大的磁记录材料,在生物医学领域也有广泛的用途,是纳米材料研究的热点之一。本文主要综述了FePt纳米材料的研究最新进展,并利用XRD、TEM、VSM等手段对所制FePt/Fe3O4纳米颗粒进行表征。主要内容如下:1.选择Fe（acac）3和H2PtCl66H2O作为制备FePt纳米颗粒的前驱体,分别利用NaBH4一步还原;NaBH4和Vc多重还原;1,2十二烷二醇多元醇还原法制备出了单分散FePt纳米颗粒。考查了表面活性剂对FePt纳米颗粒尺寸形貌以及磁性能的影响。2.利用NaBH4一步还原法制备单分散的FePt纳米颗粒。考查该体系下表面活性剂对FePt纳米颗粒尺寸形貌以及磁性能的影响。结果显示:表面活性剂PVP的用量对所制备FePt纳米颗粒的尺寸无明显作用,但却影响FePt纳米颗粒相变:PVP对FePt纳米颗粒的相变起“催化”作用,适量的PVP诱导纳米颗粒的相变。当调节表面活性剂PVP单体与FePt前驱体的摩尔比（PVP/FePt）为7时,所制得的FePt纳米颗粒经过500℃保温30min热处理后,矫顽力高达5.2KOe;3.选择CTAB作为表面活性剂,在NaBH4一步还原体系下,制备出了蠕虫状FePt纳米颗粒。颗粒的尺寸与CTAB的浓度有关,随着CTAB浓度的增加而变大。CTAB双层微胶束结构的形成对于各向异性纳米结构的生长起到关键作用。我们推测CTAB自发形成了蠕虫状的纳米胶束,为FePt纳米颗粒的形貌控制提供软模板,同时也使得磁性能也大不相同。4.选用十二烷基苯磺酸钠（SDBS）作为表面活性剂,利用NaBH4一步还原法,通过控制表面活性剂与前驱体的摩尔比（SDBS/FePt）,成功制备出球形、不规则片状和树枝状纳米结构。当SDBS/FePt为9:1时显示磁能积相对最大,这与FePt纳米颗粒的形貌有关。5.选用聚乙二醇作为表面活性剂,室温下制备出了花状自组装的FePt纳米颗粒。颗粒形貌主要由平均粒径分别为19.2 nm和4.9 nm的梭形和球形颗粒组成。这些梭形的“花瓣”和球形的“花蕊”自组装形成大小不等的花状结构。我们推测,纳米颗粒的花状自组装主要是表面活性剂集合的结果。VSM显示饱和磁化强度Ms是相同条件下PVP作为表面活性剂时的18倍。6.选择复配型表面活性剂柠檬酸和聚乙二醇（PEG）、油酸和油胺,以及单一型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）对FePt纳米颗粒进行修饰,比较了三者在FePt纳米颗粒形貌及磁性能上的作用区别。复配型表面活性剂有利于诱导生成各向异性纳米结构,聚合物表面活性剂PEG和柠檬酸复配诱导生成了棒状和米粒状纳米结构;室温下颗粒的饱和磁化强度Ms差别很大,球形颗粒Ms相对最大,而棒状颗粒Ms相对较小。7.以多元醇1,2-十二烷二醇为还原剂,在表面活性剂油酸和油胺及二苄醚的环境中,成功制备出单分散的FePt纳米颗粒。通过改变油酸油胺的体积比,制备出2.3-8.8nm的FePt纳米颗粒,随油酸/油胺体积比的增加,颗粒粒径逐渐减小,四边形颗粒的数目也随着减小。8.用NaBH4和抗坏血酸Vc多重还原法制备FePt纳米颗粒,考查了热处理温度对FePt纳米颗粒磁性能的影响。随着热处理温度的升高矫顽力变大,600℃时可达3kOe,但是在高温区（550℃及以上）矫顽力的变化并不明显,这主要是由高温退火过程中纳米颗粒的团聚导致的。9.在表面活性剂油酸和油胺,液相环境二苄醚体系中,采用多元醇还原法,利用1,2-十二烷二醇还原前驱体乙酰丙酮铁Fe（acac）3,通过表面活性剂和金属前驱体以及液相环境的共同作用,制备出了单分散六边形Fe3O4纳米颗粒,考查了表面活性剂油酸油胺的浓度对纳米颗粒尺寸形貌的影响。结果显示:与未使用表面活性剂相比,油酸油胺的使用抑制了颗粒的生长,颗粒尺寸明显变小;适量浓度的表面活性剂使颗粒的尺寸和形貌更均匀。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 纳米材料与纳米科技1.2 纳米材料的性质与应用1.2.1 小尺寸效应1.2.2 表面效应1.2.3 量子尺寸效应1.3 材料的磁学性质与磁性纳米材料1.3.1 磁材料的种类1.3.2 磁滞回线1.4 磁性纳米材料的特性、表面功能化及应用1.4.1 磁性纳米材料的特性1.4.2 磁性纳米材料的表面功能化1.4.3 磁性纳米材料的生物医学应用1.5 FePt 磁性纳米材料的发展与研究现状1.5.1 FePt 磁性纳米材料的结构1.5.2 FePt 磁性纳米材料的应用1.5.3 FePt 磁性纳米颗粒的制备1.5.3.1 纳米颗粒的生长动力学1.5.3.2 FePt 纳米颗粒的制备方法及分类1.6 FePt 纳米颗粒的磁性能控制1.6.1 磁性理论模拟1.6.2 热处理对 FePt 纳米颗粒磁性能的影响1.7 FePt 纳米颗粒的形貌控制1.7.1. 形貌控制理论基础1.7.2 表面活性剂在各向异性 FePt 纳米颗粒制备中的应用304 纳米颗粒研究现状概述'>1.8 Fe304纳米颗粒研究现状概述1.9 本课题的动机与研究内容第二章 NaBH4还原FePt 纳米颗粒的制备及表征2.1 引言2.2 实验部分2.2.1 实验试剂2.2.2 仪器和设备2.2.3 实验流程2.2.4 FePt 纳米颗粒的热处理2.3 表征方法2.3.1 X 射线衍射2.3.2 TEM 形貌分析2.3.3 磁性能分析2.4 实验结果分析及讨论2.4.1 XRD 物相分析2.4.2 TEM 形貌分析2.4.3 磁性能分析2.5 本章小结第三章 多重还原法FePt 纳米颗粒的制备及表征3.1 前言3.2 实验部分3.2.1 实验试剂3.2.2 仪器和设备3.2.3 实验过程3.2.4 FePt 纳米颗粒的热处理3.2.5 表征手段3.3 结果分析3.3.1 XRD 物相分析3.3.2 TEM 形貌分析3.3.3 磁性能分析3.4 本章小结第四章 蠕虫状FePt 纳米颗粒的制备及表征4.1 前言4.2 实验部分4.2.1 实验试剂4.2.2 仪器和设备4.2.3 实验过程4.2.4 表征手段4.3 结果分析4.3.1 XRD 物相分析4.3.2 TEM 形貌表征4.3.3 磁性能分析4.4 本章小结第五章 SDBS 对 FePt 纳米颗粒尺寸及形貌的影响5.1 引言5.2 实验部分5.2.1 实验试剂5.2.2 仪器和设备5.2.3 实验过程5.2.4 FePt 纳米颗粒的热处理5.2.5 FePt 纳米颗粒的表征5.3 结果与讨论5.3.1 XRD 物相分析5.3.2 TEM 形貌表征5.3.3 磁性能分析5.4 本章小结第六章 PEG 诱导花状 FePt 纳米颗粒自组装6.1 前言6.2 实验部分6.2.1 实验试剂6.2.2 仪器和设备6.2.3 实验过程6.2.4 FePt 纳米颗粒的表征6.3 结果及讨论6.3.1 XRD 物相分析6.3.2 TEM 形貌表征6.3.3 磁性能检测6.4 本章小结第七章 表面活性剂复配对FePt 纳米颗粒形貌影响7.1 前言7.2 实验部分7.2.1 实验试剂7.2.2 仪器和设备7.2.3 实验过程7.2.4 表征手段7.3 结果及讨论7.3.1 XRD 物相分析7.3.2 TEM 形貌分析7.3.3 磁性能分析7.4 本章小结第八章 油酸油胺对FePt 纳米颗粒尺寸和形貌影响8.1 前言8.2 实验部分8.2.1 实验试剂8.2.2 仪器和设备8.2.3 实验过程8.2.4 表征手段8.3 结果及讨论8.3.1 XRD 物相分析8.3.2 TEM 形貌分析8.4 本章小结304形貌控制及其Si02 包覆研究'>第九章 Fe304形貌控制及其Si02包覆研究9.1 前言9.2 实验部分9.2.1 实验试剂9.2.2 仪器和设备9.2.3 实验过程304 纳米颗粒的制备'>9.2.3.1 Fe304纳米颗粒的制备304@ Si02 纳米颗粒的制备'>9.2.3.2 Fe304@ Si02纳米颗粒的制备9.3 实验结果与讨论9.3.1 TEM 形貌分析9.3.2 XRD 物相分析304@ Si02 复合纳米颗粒结果及表征'>9.4 Fe304@ Si02复合纳米颗粒结果及表征9.4.1 XRD 分析9.4.2 TEM 分析9.4.3 VSM 分析9.5 本章小结结论参考文献致谢博士期间发表论文情况
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