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水溶性超顺磁铁氧体单分散纳米结构的合成

作　者: 程威
导　师: 唐凯斌
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 无机化学
关键词: 尖晶石型铁氧体 水热合成 超顺磁性 二级结构 空心结构
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 136次
引　用: 3次
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内容摘要


尖晶石型铁氧体材料在生物医药,磁流体,磁共振成像等领域有重要应用。为促进铁氧体材料在这些领域中的应用,合成单分散、高饱和磁化度的超顺磁铁氧体纳米结构显得很有必要。另外,空心结构的无机材料因其在药物输运,催化材料,光子晶体,Li离子电池等领域的潜在应用而广受关注。本论文的工作在于开发出一种简便的方法一步直接合成高度水溶性,高饱和磁化度的超顺磁性单分散铁氧化体纳米结构,另外还发展了一种配体辅助的溶解过程用于合成空心结构的羟基钨酸铜。具体内容如下:1.通过水热处理FeCl3,柠檬酸钠,聚丙烯酰胺和尿素,一步合成了单分散的Fe3O4空心和核壳球。条件控制实验的结果显示柠檬酸钠和聚丙烯酰胺对单分散球形产物的形成起到了非常关键的作用,而Ostwald熟化过程是形成空心和核壳结构的主要原因。柠檬酸钠在合成体系中主要起到了配位剂和还原剂的作用,聚丙烯酰胺则起到了稳定化剂的作用,尿素为碱源。所合成的单分散Fe3O4空心和核壳球是多孔的,且水溶解性好。磁性表征显示Fe3O4空心和核壳球室温下显超顺磁性,且饱和磁化度比较大。2.通过一步水热法直接合成了非常均匀的由大量纳米晶所构成的M1-xFexFe2O4 (M=Zn, Mg, Mn, Ni; 0<x<1)胶体球。在这一合成体系中,通过改变反应参数,铁氧体胶体球的尺寸(100-240 nm)和组成皆是可控的。所合成的铁氧体胶体球室温下显超顺磁性,且具有较高的饱和磁化度。Zn铁氧体胶体球的饱和磁化度随铁氧体中Zn含量的增加的降低。Zn铁氧体胶体球具有高度的水溶性,能形成稳定的胶体悬浊液。Zn0.41Fe0.59Fe2O4胶体球水溶液还可用来构造光子晶体。3.用无模板一步水热法直接合成的了Cu2WO4(OH)2空心圆球和椭球。详细研究了柠檬酸钠在两种空心结构的形成过程中所起的作用,条件控制实验的结果表明空心结构的形成经历了一个柠檬酸钠辅助的溶解过程。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-26
  1.1 引言  9-10
  1.2 铁氧体的晶体结构  10-11
  1.3 铁氧体的磁性  11-14
    1.3.1 物质的磁性来源及磁性种类  11-12
    1.3.2 重要磁现象及磁参数  12-13
    1.3.3 纳米铁氧体的磁性  13-14
  1.4 纳米磁性铁氧体材料的用途  14-17
    1.4.1 磁流体  14-15
    1.4.2 磁共振成像（MRI）  15
    1.4.3 靶向药物输运  15-16
    1.4.4 磁性分离  16-17
  1.5 铁氧体纳米结构的合成方法  17-19
    1.5.1 水热和溶剂热法  17
    1.5.2 胶束和反胶束法  17-18
    1.5.3 共沉淀法  18
    1.5.4 热分解法  18-19
  1.6 无机材料空心结构的合成方法  19-22
    1.6.1 硬模板法  19-20
    1.6.2 软模板法  20-21
    1.6.3 无模板法  21-22
  1.7 本论文的选题背景和研究内容  22-23
  参考文献  23-26
第二章 超顺磁单分散性多孔 Fe304空心球和核壳球的一步合成  26-43
  2.1 引言  26-27
  2.2 实验部分  27
    2.2.1 合成  27
    2.2.2 表征  27
  2.3 结果与讨论  27-38
    2.3.1 样品的表征  27-32
    2.3.2 形成机理  32-37
    2.3.3 磁性  37-38
  2.4 本章小结  38-40
  参考文献  40-43
第三章 可控组成和尺寸的水溶性超顺磁铁氧体单分散胶体球  43-54
  3.1 前言  43-44
  3.2 实验部分  44
  3.3 结果与讨论  44-51
    3.3.1 样品的表征  44-46
    3.3.2 反应因素的影响  46-50
    3.3.3 磁性  50-51
  3.4 本章小结  51-52
  参考文献  52-54
第四章 无模板法合成单分散Cu2W04(OH)2空心圆球和椭球  54-62
  4.1 引言  54
  4.2 实验部分  54-55
  4.3 结果与讨论  55-60
    4.3.1 样品的表征  55-57
    4.3.2 机理研究  57-60
  4.4 本章小结  60-61
  参考文献  61-62
致谢  62-63
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  63

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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