制备纳米Fe_3O_4磁性粉体的研究进展

磁流体由于其独特的物理化学性能在机械、化工、医疗和环保等领域具有广阔的应用前景。磁性液体的磁性能来源于纳米磁性粒子,磁流体的磁化强度取决于磁性粒子磁感应强度。另外,磁性粒子的颗粒大小及粒径分布对磁性液体的稳定性是至关重要的因素。因而,制备磁感应强度高、粒径小且尺寸均匀的纳米磁性粒子是获得高性能磁性液体的先决条件。磁性液体的种类很多,其中Fe3O4磁性液体是目前研究较为成熟、应用较多的磁性液体之一。本文概述了Fe3O4纳米磁性粉体常用的制备方法以及最新的研究进展。

磁性Fe_3O_4纳米粉体的制备及表征

用改进的拭沉淀法制备粒径范围为(25±5)nm的磁性Fe_3O_4纳米粒子,采用不同温度真空干燥以及自然晾干2种常规方法对磁性Fe_3O_4纳米粒子进行干燥处理,获得了磁性Fe_3O_4纳米粉体,重点研究了采用不同干燥方法对纳米粉体各种性能的影响,并对其物理化学机理进行了分析。利用X射线粉末衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM),带有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM),光电子能谱仪(XPS),热重分析仪(TGA),以及带有超导量子干涉仪(SQUID)的磁学测量系统(MPMS)对纳米粉体的结构和性能进行了表征和分析。结果表明:真空干燥处理获得粉体的粒径分布范围由于表面吸附自由水和团聚粒子间吸附水的蒸发而减小,但粒子更易产生团聚,而采用自然干燥处理的Fe_3O_4纳米粉体在结构和形态方面保持最好;采用T=70℃真空干燥处理的Fe_3O_4纳米粉体的磁学性质保持最好;Fe_3O_4纳米粉体结构和磁学性能的影响与干燥温度和干燥方式有关。

混合碱媒介法制备磁性铁酸钴纳米粉体

采用混合碱媒介法制备铁酸钴磁性纳米粉体,探索了制备工艺,利用X射线衍射仪、透射电镜、振动样品磁强计对样品的结构和磁性能进行了研究。结果表明:以硝酸盐或醋酸盐为原料用混合碱法可制得粒度均匀、粒径范围在10～50nm的铁酸钴纳米粉,所制备的样品具有粒径小、粒度均匀、分散性较好的特点,中等饱和磁化强度、高矫顽力,是性能优良的磁性材料。

Fe3O4@硅藻土磁性纳米粉体的超声催化性能

为确定不同反应条件对亚甲基蓝去除率的影响,采用共沉淀法制备了磁性Fe3O4纳米粉体催化剂,并将Fe3O4纳米粉体负载到多孔性的硅藻土上,即Fe3O4@硅藻土(Diatomite-Fe3O4,D-Fe3O4),采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂粉体的物相和形貌进行了表征。结果表明,Fe3O4纳米粉体均匀的负载在多孔硅藻土上,D-Fe3O4对亚甲基蓝的去除率可达到94.2%,与相同质量的纯Fe3O4纳米粉体相比,去除率提高了31.6个百分点,并且可以实现催化剂的回收利用。

核-壳结构SrFe_(12)O_(19)-NiFe_2O_4复合纳米粉体的吸波性能

以Fe(NO3)3、Ni(NO3)2和Sr(NO3)2为主要原料,通过两步柠檬酸盐溶胶-凝胶法,制备出核-壳结构SrFe12O19-NiFe2O4磁性纳米复合粉体。采用XRD、TEM、VSM及矢量网络分析仪对合成的粉体的结构、形貌及吸波性能进行了分析研究。结果表明,复合粉体的相结构与NiFe2O4含量有关,当SrFe12O19与NiFe2O4的质量比为1∶2、烧结温度为1050℃时,复合纳米粉体的相与NiFe2O4接近,核-壳结构SrFe12O19-NiFe2O4纳米复合粉体的饱和磁化强度(Ms)(51.4emu/g)比单体SrFe12O19纳米粉体(42.6emu/g)的大;但矫顽力(Hc)(336Oe)比单体SrFe12O19纳米粉体的小,在SrFe12O19与NiFe2O4的矫顽力5395～160Oe之间。在频率为8～18GHz范围内,微波吸收逐渐增强,当频率为12GHz时,SrFe12O19-NiFe2O4纳米复合粉体的微波吸收达到最大值-9.7dB,是一种性能优良的吸波材料。