溶劑熱法制備納米鐵氧體的性能研究.pdf

1、鐵氧體因具有優(yōu)越的理化機(jī)能，已被科學(xué)工作者普遍應(yīng)用于通信、電子、醫(yī)學(xué)以及生物工程等一系列領(lǐng)域。鐵氧體自身具有生物相容性，且無害無毒無污染等優(yōu)點，有望被用于生物醫(yī)療和腫瘤靶向治療中，在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域方面有著光明的未來。鐵氧體的性能與納米顆粒的形貌、粒徑和分散性等息息相關(guān)相關(guān)，因而制備形貌可控、尺寸均一、性能穩(wěn)定的納米鐵氧體具有特殊的意義。本文采用溶劑熱合成了單分散的納米錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體和鈷鋅鐵氧體，并研究了不同反應(yīng)條件對納米鐵氧體分

2、散性、粒徑、形貌和性能的影響，具體研究內(nèi)容如下：
　?。?）利用乙二醇為溶劑，聚乙二醇作為分散劑，氯化鋅以及氯化鐵等試劑作為反應(yīng)體系中的前驅(qū)體，通過溶劑熱法成功制備了鐵氧體。分析了表面活性劑含量、分散劑的加入量以及溶液溫度變化等一系列因素對產(chǎn)物的形貌、團(tuán)聚性和分散度的影響。并通過掃描電子顯微鏡、振動樣品磁強(qiáng)計、傅立葉變換紅外光譜射儀、X衍射儀以及交變磁場發(fā)生器等對產(chǎn)物物相、形貌、磁熱和磁性能分析和研究。通過研究獲得最佳工藝條件為：

3、加入0.8mmol的聚乙二醇、5mmol氯化鐵、反應(yīng)溫度為180℃、20mmol的乙酸銨。在最佳工藝條件下，得到的納米鋅鐵氧體是單分散的，結(jié)晶性和性能良好。并且在5-25℃條件下表現(xiàn)出亞鐵磁性。
　?。?）在最優(yōu)工藝條件下，合成了 MnxZn1-xFe2O4鐵氧體（x=0.2，0.4，0.6，0.8）并通過掃描電子顯微鏡、振動樣品磁強(qiáng)計、X衍射儀、傅立葉變換紅外光譜射儀和磁熱性能等手段對樣品進(jìn)行了表征。XRD分析結(jié)果表明，制備的錳

4、鋅鐵氧體是立方尖晶石結(jié)構(gòu)、產(chǎn)物純度高、結(jié)晶性能好、隨著 x值的不斷增加，鎳鋅鐵氧體晶格常數(shù)逐漸減小。磁性能分析結(jié)果表明，錳鋅鐵氧體在5-25℃條件下呈現(xiàn)出亞鐵磁性，因而可以通過改變錳和鋅的值，來改變產(chǎn)物的磁性能和磁熱性能。
　?。?）制備了單分散的納米 NixZn1-xFe2O4鐵氧體（x=0.2，0.4，0.6，0.8），研究了不同摩爾比，對產(chǎn)物的磁性能和磁熱性能的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)物在5-25℃條件下均表現(xiàn)出亞鐵磁性。隨著

5、 x值不斷上升，樣品的飽和磁化強(qiáng)度出現(xiàn)變化先上升后不斷下降特點。在 x=0.2時，達(dá)到最大值且具有較大的磁滯回線面積。樣品磁熱性能和磁性能出現(xiàn)相似的變化趨勢，Ni0.6Zn0.4Fe2O4納米鐵氧體顯現(xiàn)出優(yōu)異的磁性能和磁熱性能等優(yōu)點，在50kHz交變磁場中響應(yīng)600s，最終溫度達(dá)到63.6℃。
　?。?）制備了納米鈷鋅鐵氧體 CoxZn1-xFe2O4（x=0.1，0.3，0.5，0.7），SEM結(jié)果表明，產(chǎn)物的分散性較好，尺寸均

6、一。從物相分析結(jié)果顯示獲得產(chǎn)物具有高純度的立方尖晶石結(jié)構(gòu)。且制備鐵氧體晶格常數(shù)，隨 x值上升而逐漸減小。x=0.1、0.3、0.5和0.7時，對應(yīng)的晶格常數(shù)分別為0.8434nm、0.8426nm、0.8418nm、0.8410nm。產(chǎn)物在5-25℃條件下都顯現(xiàn)良好的亞鐵磁性，當(dāng)鈷含量的上升時，鈷鋅鐵氧體磁性能逐漸上升。在外加磁場條件下，產(chǎn)物磁熱效應(yīng)十分顯著， Co0.3Zn0.7Fe2O4在50kHz交變磁場中持續(xù)響應(yīng)600s，最終溫