制备不同形状FePt磁性纳米颗粒的研究

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本文先以直接化学还原法制备FePt纳米颗粒,考察了表面活性剂CTAB的不同添加量和不同类型的表面活性剂对FePt纳米颗粒形貌及性能的影响;再以多元醇还原法制备FePt纳米颗粒,也考察了不同类型的表面活性剂对FePt纳米颗粒形貌及性能的影响。利用红外光谱分析仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)等测试方法对样品进行结构和性能表征,并初步分析了表面活性剂的作用机理。具体内容如下:(1)以乙酰丙酮铁(Fe(acac)3)为Fe源,氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)为Pt源,硼氢化钠(NaBH4)为还原剂,通过直接化学还原法成功制备出FePt纳米颗粒;以乙二醇作为还原剂和溶剂,通过多元醇还原法成功制备出FePt纳米颗粒。FT-IR、XRD、TEM分析表明所制备的FePt纳米颗粒为化学无序的FCC结构,表面活性剂对纳米颗粒分散性起到改善作用。(2)以CTAB作为表面活性剂,成功制备出了单分散的FePt纳米颗粒。随着CTAB用量的增加,颗粒粒径呈先减小后增大再逐渐减小的趋势;FePt纳米颗粒的形状由无规则转变为蠕虫状,再向棒状转变,然后向类球形转变;FePt纳米颗粒的矫顽力先增大后减小,再增大,最后逐渐减小,其矫顽力最高可达260kA/m。(3)以PEG-4000,吐温-80(非离子型表面活性剂);辛胺,油胺(阳离子型表面活性剂);SDS,SDBS,油酸(阴离子型表面活性剂);油酸油胺(复配型表面活性剂)分别作为实验过程中的表面活性剂。实验结果表明:不同类型表面活性剂的使用,制备出了单分散的FePt纳米颗粒。粒径分布较未使用表面活性剂时变窄。选用PEG-4000(非离子型)作为表面活性剂时,FePt纳米颗粒的形状是花状结构;吐温-80作为表面活性剂时,其形状近似为球形。选用辛胺、油胺(阳离子型)作为表面活性剂时,颗粒的形状分别为无规则的和类球形的。选用油酸、SDS和SDBS(阴离子型)作为表面活性剂时,颗粒的形状依次为类球形、球形和树枝状结构。再选用复配型表面活性剂油酸油胺时,颗粒的形状主要是类球形,但是有四方形纳米结构出现。VSM结果显示其矫顽力都趋近于零,呈现超顺磁性。(4)表面活性剂油酸油胺和CTAB修饰的FePt纳米颗粒,分散性良好,粒径分布较未使用表面活性剂时变窄;油酸油胺修饰的FePt形貌主要是球形,但是有四方形纳米结构出现;而CTAB修饰的FePt形貌有蠕虫状产生。VSM结果显示其矫顽力都趋近于零,呈现超顺磁性。
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