鎳納米纖維及鎳納米顆粒的制備和性能表征.pdf

1、在過(guò)去的十年里,鎳納米纖維作為新型的磁性材料,因其在傳感器、生物磁性裝置及氫燃料等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值而受到了廣泛的關(guān)注。制備納米纖維的傳統(tǒng)方法有很多,如模板法、自組裝法等,近年來(lái)已有研究者使用靜電紡絲制備出了一維納米纖維。相對(duì)于以上的方法,靜電紡絲法能夠簡(jiǎn)單有效地制備出連續(xù)的長(zhǎng)纖維。但是,使用靜電紡絲法制備鎳納米纖維的方法鮮有報(bào)道。
　　本論文使用硝酸鎳和PVA為原料,利用靜電紡絲法制備出了PVA/Ni(NO3)2復(fù)合納米纖維和N

2、i納米纖維,并與溶膠凝膠法制備出的鎳納米顆粒進(jìn)行性能對(duì)比。使用XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM、TEM和VSM等先進(jìn)儀器表征了鎳納米材料的物相、形貌、結(jié)構(gòu)及性能。
　　首先,使用靜電紡絲法制備出了PVA/Ni(NO3)2復(fù)合納米纖維,通過(guò)分析電紡工藝參數(shù)對(duì)紡絲效果和納米纖維直徑的影響,得到最佳的電紡工藝為:前驅(qū)液PVA溶度為13wt％,電紡電壓為20kV,紡絲距離為15cm。
　　通過(guò)改變升溫速率,制備出不同結(jié)構(gòu)的鎳

3、納米纖維及鎳納米管,并對(duì)其形成機(jī)理進(jìn)行了研究。在500℃下煅燒PVA/Ni(NO3)2復(fù)合納米纖維,當(dāng)升溫速度為1℃/min時(shí),得到NiO實(shí)心納米纖維;當(dāng)升溫速度為10℃/min時(shí),得到NiO納米管;當(dāng)燃燒溫度大于10℃/min時(shí),得到管套線(xiàn)結(jié)構(gòu)的納米纖維。在氫氣氣氛下300℃還原這些納米纖維,氧化鎳納米線(xiàn)和管套線(xiàn)結(jié)構(gòu)還原后形成實(shí)心納米線(xiàn)結(jié)構(gòu),而氧化鎳納米管還原后結(jié)構(gòu)出現(xiàn)坍塌。
　　通過(guò)溶膠-凝膠法制備出了不同粒度的鎳納米顆粒,其

4、過(guò)程為:(1)將硝酸鎳和檸檬酸的混合溶液烘干來(lái)制備前驅(qū)體干凝膠;(2)在空氣中煅燒前驅(qū)體凝膠來(lái)制備納米NiO粉體;(3)在氫氣中還原NiO粉體來(lái)制備鎳納米粉體。實(shí)驗(yàn)表明,隨著檸檬酸的增加,Ni晶粒尺寸減少。
　　使用VSM測(cè)量鎳納米纖維和鎳納米顆粒的磁性,分別得到其矯頑力為75.3Oe到185Oe,磁飽和強(qiáng)度從46.3emu/g到51.9emu/g,剩磁強(qiáng)度為7.9emu/g到16.9emu/g,由于材料本身?yè)碛休^大剩磁,所以材料