Fe3O4核桃形球状颗粒和八面体微晶结构的可控合成与磁学 - 中国科学.PDF

中国科学 E 辑 : 技术科学 2008 年 第 38 卷 第 9 期 : 1478 ~ 1486 http:// SCIENCE IN CHINA PRESS Fe O 核桃形球状颗粒和八面体微晶结构的 3 4 可控合成与磁学性质 ①②* ① ③ ① ① 焦华 , 杨合情 , 王庆相 , 李丽 , 谢小莉 ①陕西师范大学化学与材料科学院大分子科学陕西省重点实验室, 西安 710062; ②陕西省渭南师范学院化学化工系, 渭南 714000; ③西安理工大学材料科学与工程学院, 西安 710048 * E-mail: jiaohua0106@ 收稿日期: 2007-10-05; 接受日期: 2007-11-03 国家自然科学基金项目(批准号:、教育部博士点基金项目(批准号:20060718010)和渭南师范学院项目(批准 号: 08YKZ008)资助 摘要 通过K [Fe(CN) ]与K [Fe(CN) ]在NaOH 溶液中 180℃水热反应 12 关键词 4 6 3 6 h得到Fe O 核桃形球状颗粒和八面体微晶结构, 并通过控制乙二醇的加入 水热法 3 4 量可控合成了单一形貌的Fe O 八面体微晶结构. 采用X 射线衍射仪、扫描 Fe3O4 3 4 电镜和透射电子显微镜对产物进行表征, 并在室温下测试了它们的磁学性 核桃形球状颗粒 能, 结果表明, Fe O 核桃形球状颗粒和八面体微晶结构为单晶立方相结构, 八面体 3 4 磁学性能 其尺寸分别约为2.2~8.6 μm和1.6~12.5 μm, 矫顽力(Hc)分别为150.57 Oe和 75.28 Oe, 饱和磁化强度(Ms)分别为97.634 emu/g和101.90 emu/g, 剩余磁 化强度(Mr)分别为12.05 emu/g和6.69 emu/g. 通过改变溶液中碱的浓度可 实现不同尺寸核桃形球状颗粒的可控合成. 研究了乙二醇在Fe O 八面体 3 4 的形成过程中起着关键作用, 并提出了其可能的生长机理. 氧化铁具有良好的耐候性、耐光性、磁学性能以及良好的紫外线吸收和屏蔽特性, 在涂料、 油墨、电子材料、磁记录材料、催化剂以及生物医学工程等方面有着广泛的应用, 所以氧化铁 各种材料的可控合成与其物理化学性能的研究具有非常重要的科学意义. 纳米尺度的氧化铁由 于纳米材料的量子尺寸效应、表面和界面效应等, 使其具有不同于体材料的物理和化学性能, 这 些物理化学性能不仅取决于纳米材料的尺寸而且还与其形貌有关, 同时不同形貌的纳米结构也 是构建纳米器件的基本基元[1]. 其中, α-Fe O (赤铁矿)和Fe O (磁铁矿)各种纳米结构单元的制备 2 3 3 4 [2~3] [4] [5] 研究较多, 人们已采用各种物理化学方法制备出了Fe O 纳米管 、纳米线 、纳米带 、纳米