十字结构一氧化锡和耐高温单分散超顺磁氧化铁纳米材料的制备和表征

摘要

本论文发现了一种简单方便的方法来合成高温热稳定的超顺磁氧化铁纳米粒子。该纳米粒子具有核壳结构，外壳为二氧化锡，其外壳的厚度可以通过改变反应条件进行调节，1到5 nm之间可控。这些核壳结构的纳米粒子显示出了几个优点：1)可以耐600℃的高温，并且不发生相变。2)很高的磁饱和强度，可以达到18 A·m2/kg。3)能够稳定的形成磁流体。二氧化锡壳层起到一个阻碍γ-Fe2O3晶粒长大的作用，避免了γ-Fe2O3-to-α-Fe2O3在高温下相变的发生。这些超顺磁性核壳结构的Fe3O4/SnO：2纳米粒子能够在高温应用中发挥作用。本论文还采用热分解法合成了十字结构的一氧化锡晶体。扫描电镜，透射电镜，X射线衍射以及选区电子衍射的结果分析表明每一个一氧化锡薄片都是完整的单晶，其最大表面晶面为{001}或者{110}。DFT计算结果表明，{110}和{001)是形成稳定一氧化锡单晶的所有可能晶面中最稳定的晶面。仔细的分析研究证实了十字结构的形成是由于以{112}为孪晶面生长形成十字结构的孪晶。

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致谢

第1章绪论

1.1纳米材料

1.2纳米材料的组成以及分类

1.2.1按维数分类

1.2.2按照成分分类

1.2.3按照成键方式分类

1.2.4按照物理性质分类

1.2.5按照物理效应分类

1.3纳米材料的特性

1.3.1量子尺寸效应

1.3.2小尺寸效应

1.3.3表面效应

1.3.4介电限域效应

1.4纳米材料的应用

1.4.1生物医学

1.4.2能源

1.4.3微电子

1.4.4机械工业

1.4.5日常生活

1.5纳米材料的制备方法

1.5.1物理制备方法

1.5.2化学制备方法

1.6参考文献

第2章实验测试原理、测试设备

2.1 X射线衍射

2.2透射电子显微镜TEM

2.3扫描电子显微镜SEM

2.4 X射线光电子能谱XPS

2.5差热分析DTA

2.6扩展X射线吸收精细结构EXAFS

第3章耐高温超顺磁核壳结构氧化铁纳米材料

3.1引言

3.2核壳结构氧化铁纳米材料的制备

3.3实验结果与讨论

3.4实验小结

3.5参考文献

第4章十字结构一氧化锡的制备和生长

4.1引言

4.2十字结构一氧化锡的制备和表征

4.3实验结果与讨论

4.4实验小结

4.5参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文