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微乳液法制备含K<'+>、Na<'+>的Co-Fe类普鲁士蓝磁性纳米材料及其性质研究

作     者:刘辉 

作者单位:兰州大学 

作者专业:化学 物理化学

学位级别:硕士

导师姓名:赵继华

授予年度:2009年

学科分类:0804[工学-材料学] 

主      题:微乳液 Triton X-100 CTAB AOT 普鲁士蓝类配合物 纳米材料 磁性 

摘      要:近几年,含碱金属离子的Co-Fe普鲁士蓝类配合物的制备与应用正在成为研究的热点,而其纳米材料的制备及磁学性质研究还非常少。微乳液法可以人为地对纳米粒子的大小和形貌进行调控,是制备纳米材料很有价值的一种新方法。因此,本论文开展了用微乳液法制备含K+和Na+的Co-Fe普鲁士蓝类配合物纳米材料及其性质的研究,利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、X-射线衍射(XRD)、红外吸收(IR)、紫外-可见吸收(UV-Vis)、超导量子干涉仪(SQUID)等测试对材料进行了表征。论文工作共分为四部分: 1.在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正戊醇/异辛烷/水组成的微乳液体系中,低温下合成了50 nm左右棒状和立方状混合的含K+的Co-Fe普鲁士蓝类配合物纳米材料,并且在10℃下改变反应物的浓度得到了不同钾含量和Co/Fe比的产物,其中用微乳液法合成棒状Co-Fe普鲁士蓝类配合物的研究还未见过文献报道。使用TEM、SEM表征了产物基本的形貌,根据晶体成核-生长理论及温度对微乳液结构的影响分析了产物形貌的形成机理。用TGA、ICP、EDS、CHN元素分析得到了产物的元素组成,推测产物为PBA和CTAB的配合物。用XRD、IR、SQUID解释了产物的磁性变化,发现影响产物磁性的主要因素是Co/Fe比和含钾量,而产物的形貌和尺寸对磁性的影响并不大。另外,还发现由于与CTAB形成配合而使得产物的居里温度较高。 2.在非离子表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)/正己醇/环己烷水构成的微乳液中,合成了30nm球形、60nm立方形、30nm空心立方等不同形貌的含K+的Co-Fe普鲁士蓝类配合物纳米颗粒,考察了水和表面活性剂的摩尔比w值、反应物浓度比对材料形貌的影响;用SQUID对产物的磁性进行了研究,发现影响产物磁性的主要因素是含钾量和Co/Fe�

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