Fe3O4微納米材料的形貌調(diào)控與磁性能研究.pdf

1、材料的物理和化學(xué)性能與形貌密切相關(guān),因而形貌調(diào)控受到研究人員的廣泛重視。作為一種重要的磁性材料,Fe3O4微納米材料在相關(guān)領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用,例如生物醫(yī)學(xué)和電磁波吸收等。目前Fe3O4微納米材料的合成存在形貌較難控制的缺點(diǎn),大大限制了Fe3O4應(yīng)用。
　　本文采用水熱/溶劑熱的方法對(duì)Fe3O4微納米材料的形貌進(jìn)行了系列調(diào)控,得到了Fe3O4亞微米空心球、亞微米多面體和微米片三種典型形貌。通過 XRD、SEM和TEM等分析手段對(duì)材料

2、進(jìn)行了表征,通過VSM測(cè)量了空心球和微米片的磁學(xué)性能,得出以下主要結(jié)果:
　　H2O具有促進(jìn)的Fe3O4亞微米空心球形成的作用,通過改變H2O加入量可以調(diào)控Fe3O4亞微米空心球的尺寸,范圍在290nm～710nm,H2O的加入明顯縮短空心球形成時(shí)間,提出了取向連接機(jī)制來解釋Fe3O4亞微米空心球的形成,而沒有添加H2O獲得的Fe3O4亞微米空心球可以通過Ostwald熟化機(jī)制解釋。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)加入其它溶劑N,N二甲基甲酰胺(D

3、MF)、聚乙二醇400(PEG-400)和乙醇(EtOH)也能促進(jìn) Fe3O4亞微米空心球的形成,添加 H2O獲得的空心球的飽和磁化強(qiáng)度(89.5emu·g-1)要大于沒有添加H2O的(84.4emu·g-1)。
　　首次通過水熱合成方法得到均勻的Fe3O4菱形十二面體,12個(gè)面由低指數(shù)高能晶面{110}面組成,平均尺寸在900nm左右。簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)Na2CO3的添加量可以得到不同形狀的Fe3O4多面體,范圍從{110}截?cái)嗟陌嗣骟w-

4、菱形十二面體-{100}截?cái)嗟牧⒎襟w,其實(shí)質(zhì)是低指數(shù)晶面{111}、{110}和{100}之間的相互轉(zhuǎn)換。通過研究時(shí)間參數(shù)的作用發(fā)現(xiàn)Fe3O4多面體可以在比較短的時(shí)間內(nèi)生成。
　　首次通過簡(jiǎn)單的水熱法合成出大小為10μm左右,厚度為400nm左右的單晶Fe3O4微米片。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間發(fā)現(xiàn)Fe3O4微米片的厚度能夠在1h內(nèi)形成,進(jìn)一步增加反應(yīng)時(shí)間,只會(huì)使微米片厚度增大,而大小基本不變。通過 SEM和TEM發(fā)現(xiàn)其厚度增加的方式為片層