纳米磁性材料的离子液体辅助合成及其相关特性研究

摘要

本文利用1-丁基3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([BMIN]BF4)代替传统的表面活性剂，成功的合成出了Fe3O4纳米粒子和Ni/Fe3O4核壳纳米粒子。论文采用X射线衍射(XRD)，拉曼光谱（RAMAN），傅里叶变换红外光谱(FT-IR)，扫描电子显微镜(SEM)，透射电子显微镜(TEM)，振动样品磁强计(VSM)等测试方法对产物进行形貌、结构的表征以及性能的研究。 首先，采用离子液体[BMIN]BF4辅助沉淀法在70℃下制备了具有良好分散性的Fe3O4纳米颗粒。并进一步系统的研究了不同掺杂量的[BMIN]BF4离子液体对样品结构、形貌和性能的影响，探讨了[BMIN]BF4离子液体在纳米颗粒生长过程中的作用机理。结果表明，少量的[BMIN]BF4离子液体的加入有助于纳米粒子的分散，而当加入的[BMIN]BF4离子液体量过大时，由于[BMIN]BF4离子液体间的作用会形成网状结构，反而会影响纳米颗粒的分散性能。当离子液体的掺杂量为3～5 mL时，所制备的Fe3O4纳米颗粒分散性良好，颗粒直径约为15 nm，且饱和磁强度Ms达到63.8emu·g-1。 其次，进一步采用[BMIN]BF4离子液体辅助两步法制备出内核Ni纳米粒子和具有核壳结构的Ni/Fe3O4纳米粒子，并初步探究了Ni/Fe3O4纳米粒子的合成机理。结果表明，所制备的金属镍纳米粒子具有非晶结构，且粒径为30～50 nm，饱和磁强度为37.2 emu·g-1，而制备的Ni/Fe3O4纳米粒子通过分析手段证明确实具有核壳结构，且粒径为100～300 nm，饱和磁强度为53 emu·g-1。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 纳米磁性材料研究进展

1．2．1 纳米磁性材料的分类

1．2．2 纳米磁性材料的性能特点

1．2．3 纳米磁性材料的应用

1．2．4 纳米磁性材料的制备方法

1．3 纳米磁性材料研究存在的问题

1．4 课题研究的目的和意义

第二章 试剂、仪器及测试方法

2．1 实验试剂

2．2 实验仪器

2．3 测试方法

2．3．1 X射线衍射(XRD)

2．3．2 傅里叶红外变换(FT-IR)

2．3．3 扫描电子显微镜(SEM)

2．3．4 透射电子显微镜(TEM)

2．3．5 核磁共振氢谱(1H-NMR)

2．3．6 拉曼光谱(Raman)

2．3．7 振动样品磁强计(VSM)

第三章 离子液体辅助合成Fe3O4纳米粒子及其相关性能的研究

3．1 前言

3．2 [BMIN]BF4离子液体的制备与表征

3．2．1 实验部分

3．2．2 结构表征与讨论

3．3 四氧化三铁纳米粒子的制备及其相关性能的研究

3．3．1 实验部分

3．3．2 结果分析与讨论

3．4 形成机理研究

3．4 本章小结

第四章 磁性内核Ni、Ni／Fe3O4核壳纳米粒子的合成与表征

4．1 前言

4．2 磁性内核(Ni)的合成与表征

4．2．1 实验部分

4．2．2 结果分析与讨论

4．3．Ni／Fe3O4核壳纳米粒子的合成及其相关性能的研究

4．3．1 实验部分

4．3．2 结果分析与讨论

4．4．Ni／Fe3O4核壳纳米粒子合成机理的探究

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

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