編號(hào)：NMJS03095
篇名：磁鐵礦與赤鐵礦型納米晶的形貌和尺寸控制生長(zhǎng)及其性能調(diào)變
作者：陳立橋； 劉偉平； 陳家林； 楊賢鋒； 劉佳； 扶雄輝； 吳明娒；
關(guān)鍵詞：氧化鐵； 納米晶； 生長(zhǎng)； 性能；
機(jī)構(gòu)： 中山大學(xué)生物無機(jī)與合成化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； 中山大學(xué)光電材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； 稀貴金屬綜合利用新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室昆明貴金屬研究所；
摘要： 通過采用水與醇的混合體系作溶劑,單分散的磁鐵礦Fe3O4和赤鐵礦α-Fe2O3納米晶被成功獲得,納米晶的形貌和尺寸均能通過簡(jiǎn)單的方式得以調(diào)控.產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)通過X射線衍射和電鏡進(jìn)行表征分析,樣品的磁性和催化性能也被研究和比較.水與醇的混合體系為氧化鐵的制備和控制生長(zhǎng)提供了一種非常好的液相介質(zhì).由于α-Fe2O3的001面為極性面,因而可以通過醇的極性大小來控制晶體的001面的生長(zhǎng),獲得厚度可調(diào)的片狀赤鐵礦納米晶,而醇的極性與醇的碳鏈長(zhǎng)短相關(guān).對(duì)于磁鐵礦Fe3O4,其晶體這種特殊結(jié)構(gòu)的存在,醇對(duì)晶體各個(gè)方向的影響基本一致,因而在生長(zhǎng)過程中晶粒形貌沒有發(fā)生變化,但兩種醇對(duì)Fe3O4吸附能力不同,從而導(dǎo)致了兩種溶劑中獲得的樣品的顆粒尺寸的不同.對(duì)兩種氧化鐵的磁性研究發(fā)現(xiàn),300K下,兩種晶型的納米晶均具有尺寸或形貌決定的磁性能.對(duì)于Fe3O4,當(dāng)晶粒尺寸為35nm時(shí),飽和磁化強(qiáng)度(Ms),剩余磁化強(qiáng)度(Mr)及矯頑力(Hc)分別為74.2emu/g,9.4emu/gand107Oe.而當(dāng)晶粒尺寸減小到25nm時(shí),Ms,Mr和Hc的值分別變?yōu)?2.8emu/g,10.4emu/g和117Oe.飽和磁化強(qiáng)度隨晶粒尺寸的較小而減小,而剩余磁化強(qiáng)度和矯頑力卻增加.對(duì)于α-Fe2O3,片狀樣品的矯頑力為298Oe,遠(yuǎn)大于顆粒狀樣品.有趣的是,這個(gè)值也高于文獻(xiàn)報(bào)道的直徑為30～50nm,長(zhǎng)度為500～1100nm的納米棒,這可能是由于本文的樣品在制備過程中沒有使用表面活性劑,使得晶粒表面相對(duì)干凈,從而樣品表現(xiàn)了增強(qiáng)的磁行為.文中也比較研究了四個(gè)氧化鐵樣品對(duì)高氯酸銨催化熱分解的性能.結(jié)果表明Fe3O4比α-Fe2O3具有更好催化性能,而且片狀α-Fe2O3的性能最為優(yōu)越,可能與片狀α-Fe2O3的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān).
