金属镍微米/纳米结构的制备与自组装

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaobenben
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1.本论文研究了室温下通过牺牲模板法制备镍微米空心球的方法.在合适的反应条件下,通过Ni2+离子和锌球表面的置换反应在锌表面形成一层均匀的镍壳,然后用NaOH溶液溶去锌和ZnO等组成的核,得到比较规则的镍微米空心球.实验发现,氨水和镍盐的浓度是形成规则镍空心球的关键条件.扫描电子显微镜和X-射线衍射仪分析可以发现,这些镍空心球的直径主要分布在3到8微米之间,组成镍空心球的晶粒尺寸在5nm左右.室温磁测量表明,空心球的饱和磁化强度Ms的值(11.2emu/g)明显低于镍粒子的饱和磁化强度(文献报道大约在32emu/g),这可能是表面效应引起的.这些空心球在催化等方面都具有潜在的应用价值. 2.研究了粒子形貌和聚集状态对磁场诱导组装的影响.首先,通过简单的水热反应合成了镍纳米微晶,在磁场诱导下实现了镍的针状纳米微晶自组装,发现针状纳米微晶在磁诱导过程中,其易磁化轴与磁力线方向一致,组装成多晶纳米线,材料的磁性能也明显得到改善。其次,研究了镍空心微球在磁场诱导下的自组装行为,发现随着外磁场强度的增强,镍空心微球的排列逐渐有序化.最后,结合实验室最近在其他特殊形貌和聚集状态的磁性粒子自组装方面的工作,对具体结果进行了分析讨论.发现,除了片状,其他特殊形貌的磁性纳米粒子在磁场下都趋向于组装成线形或者链形,磁性能都得到了提高;合成的时候加磁场比仅对制备好的纳米粒子加磁场,组装后的产物结构更稳定;实心结构比空心结构更容易受磁场诱导,结晶性好的磁性材料也易于在磁场下组装;非磁性包裹层有利用阻止磁性纳米材料团聚,从而有助于在磁场诱导下的组装. 3.研究了磁场强度对所合成的镍纳米粒子磁性能的影响,发现随着合成时外磁场的强度变大,片状镍纳米粒子的饱和磁化强度Ms下降,说明磁场强度确实能改变所合成的磁性纳米粒子的磁性能,这一方法可用来调控材料的性能.
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