磁响应Fe_3O_4@PS胶体光子晶体的制备及性能研究

本文首先通过共沉淀法制备油酸修饰的磁性Fe_3O_4纳米粒子,并将其均匀分散于正辛烷中得到磁流体,然后利用一步细乳液聚合法合成了单分散Fe_3O_4@PS磁性微球。扫描电镜分析结果表明,Fe_3O_4的粒径在13nm左右,所形成的Fe_3O_4@PS微球的粒径在120~150nm左右;VSM测试结果显示所合成的Fe_3O_4@PS微球具有超顺磁性,其饱和磁化强度约为25emu/g;Fe_3O_4@PS微球表面携带明显的负电荷,其表面Zeta电势为-60mV。反射光谱测试结果表明,Fe_3O_4@PS分散于水中形成的胶体溶液在磁场作用下呈现出明亮的结构色,具有明显的带隙特征;随着磁场强度的变化,反射峰波长可在450~650nm进行调谐。     

缩合法合成磁性荧光高分子CdTe@Fe_3O_4/P(NIPAM-co-AA)复合微球及其表征

具有超顺磁性和荧光特性的CdTe@Fe_3O_4/P(NIPAM-co-AA)多功能复合微球是以P(NIPAMco-AA)为模板制备而成.首先,采用溶胀法使模板微球带有磁性;其次,辅助TEOS和APTES两种化学试剂实现对Fe_3O_4/P(NIPAM-co-AA)微球表面的氨基功能化;最后,携带氨基的磁性微球与巯基乙酸修饰的CdTe量子点通过酰胺缩合反应,将量子点键合到磁性微球表面上,最终获得单分散的磁性荧光高分子复合微球.分别采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、倒置荧光显微成像系统、荧光分光光度计以及振动样品磁强计等方法对所获复合材料的结构与性能进行了表征.结果表明:复合微球单分散性良好,平均粒径约为30μm,饱和磁化强度可达5.4emu/g,具有良好的超顺磁性和较高的荧光发光效率.该材料将磁性、荧光结合到微米级高分子共聚物上,不仅解决了纳米粒子分离和处理的困难,而且奠定了多功能材料在生物标记、荧光成像等诸多领域潜在的应用基础.     

Fe_3O_4@SiO_2@CdTe磁性荧光复合微球的制备与表征

采用水热合成法和Stber法制备了氨基功能化SiO2包覆的Fe3O4磁性纳米微球Fe3O4@SiO2-NH2,它与巯基乙酸修饰的CdTe量子点通过酰胺缩合反应,将量子点键合到磁性微球上,制备出单分散性的Fe3O4@SiO2@CdTe磁性荧光双功能微球.用透射电子显微镜、X-射线衍射仪、荧光分光光度计、振动样品磁强计表征了该纳米复合微球的结构和性能.结果表明:Fe3O4@SiO2@CdTe磁性荧光复合微球单分散性好,平均粒径为470nm,饱和磁化强度为37.9emu/g,具有良好的超顺磁性和较高的荧光发光效率.     

Fe3O4/CA@CQDs磁性荧光复合材料的制备及表征

为了制备出低毒且性能优异的磁性荧光复合材料,选用发光稳定且生物相容性高的碳量子点(CQDs)作为荧光探针,分别采用一步水热法和化学共沉淀法制备了荧光性能优异的CQDs和超顺磁性四氧化三铁(Fe_3O_4),再以生物相容性较好的柠檬酸(CA)修饰Fe_3O_4,得到表面富含功能性羟基和羧基的Fe_3O_4/CA,通过偶联剂乙二胺将CQDs与Fe_3O_4/CA连接,成功制得Fe_3O_4/CA@CQDs磁性荧光复合材料。并对其进行红外光谱(FTIR)、荧光光谱、振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)、荧光显微镜及透射电子显微镜(TEM)表征,结果表明:Fe_3O_4/CA@CQDs为核壳结构,粒径为30～40 nm,饱和磁化强度为20.14 A·m~2·kg~(-1),该双功能复合材料具有优良的荧光性能和磁性能,细胞毒性低且生物相容性高,有望取代传统荧光磁性纳米复合材料,并广泛应用于生物医学领域。     

有机盐制备的Fe3O4-葡聚糖纳米粒子的磁性能及表征

利用葡糖酸铁(C12H22FeO14·2H2O)和柠檬酸铁(C6H5O7Fe·5H2O)参与的化学共沉积法制备出单分散核心氧化铁的平均粒径为4.1nm,葡聚糖厚度约为11nm,总体平均粒径为26nm的Fe3O4葡聚糖复合纳米粒子.研究结果表明,复合粒子Fe3O4葡聚糖具有超顺磁性.制备过程中没有N2保护,得到的Fe3O4无机粒子的晶体结构几乎没有发生变化,证明了有机盐的抗氧化性,合成的Fe3O4葡聚糖复合纳米粒子具有较好的磁性能.其在室温下(300K)的饱和磁化强度为52emu/g,低温下(5K)的饱和磁化强度为63emu/g.并利用TEM、XRD、DLS和VSM(振动样品磁强计)等手段对其粒结构、形态、粒径和磁性能进行了表征.     

磁性聚苯胺纳米微球的合成与表征

报道了具有核壳结构的Fe3 O4 聚苯胺磁性纳米微球的合成方法和表征结果 .微球同时具有导电性和磁性能 .在优化的实验条件下 ,可得到饱和磁化强度Ms 为 5 5 .4emu/g ,矫顽力Hc 为 6 2Oe的磁性微球 .微球的导电性随着微球中Fe含量的增加而下降 .微球的磁性能则随着Fe含量的增加而增大 .Fe3 O4 磁流体的粒径和磁性聚苯胺微球的粒径均在纳米量级 .纳米Fe3 O4 粒子能够提高复合物的热性能 .实验表明 ,磁流体和聚苯胺之间可能存在着一定的相互作用 ,但这种相互作用较为复杂 ,难于研究 .     

Ag@Fe_3O_4@C-CdTe@SiO_2磁性荧光复合微球的制备与光学特征（英文）

先采用一步溶剂热法和水热法制备了碳包覆的Ag@Fe_3O_4核壳型磁性纳米粒子,然后通过表面氨基化改性后与巯基乙酸修饰的CdTe量子点反应,将量子点键合到磁性微球上,最后在其表面包覆上一层二氧化硅壳层,制备出具有荧光增强的Ag@Fe_3O_4@C-CdTe@SiO2磁性荧光复合材料。实验结果表明,该纳米粒子的平均粒径大约为150nm,磁饱和强度为224A/g(22.4emu/g),在室温下具有较好的磁性能。其中Ag@Fe_3O_4@C-CdTe磁性荧光纳米粒子的荧光强度大于Fe_3O_4@C-CdTe,其主要原因是内核为45nm的Ag纳米粒子具有表面等离子体共振作用,能够使其表面或附近的量子点荧光得到增强。     

Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2复合纳米结构的尺寸与磁性调控

采用共沉淀法和溶剂热法制备了不同尺寸的Fe_3O_4纳米粒子,通过Stber法和溶胶-凝胶法在Fe_3O_4磁核上包覆SiO_2和Ti O2壳层获得不同尺寸的Fe_3O_4@SiO_2@Ti O2复合纳米结构.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等对其结构、形貌和磁性进行了研究.结果表明,大尺寸复合纳米粒子包覆均匀,分散性好,饱和磁化强度较大,有利于TiO_2光催化剂的磁回收与再利用.     

NiFe_2O_4纳米粉末的制备及磁性研究

以硝酸铁、硝酸镍以及柠檬酸为原料,采用凝胶-热分解法制备了N iFe2O4纳米粉末。利用X射线衍射确定了粉体的相结构、比表面积和晶格常数,扫描电子显微镜(SEM)观察了颗粒的形貌,振动样品磁强计(VSM)测量样品的磁性能。结果表明:所制备的样品均为尖晶石结构,颗粒粒径为36nm~68nm,且颗粒的粒径随着热处理温度的升高而增大,样品的比饱和磁化强度最大可达54.63 emu/g。同时,文章也对反应的动力学原理进行了研究,得出N iFe2O4纳米颗粒形成的活化能为15.8kJ/mol。     

钴纳米粒子自组装有序阵列与磁性

采用高温液相分解法制备出平均粒径不同的单分散的钴纳米粒子.用自组装的方法得到二维和三维的钴纳米粒子有序阵列，用透射电子显微镜研究了粒径、温度、有机溶剂以及浓度对钴纳米粒子的自组装的影响.用超导量子干涉仪研究了钴纳米粒子的超顺磁性.这些研究结果为深入研究磁性纳米粒子的物性和在纳米器件中的应用奠定了良好的基础. 关键词： 钴纳米粒子 自组装 超顺磁性     

Hierarchical lichee-like Fe_3O_4 assemblies and their high heating efficiency in magnetic hyperthermia

A nontoxic and biocompatible thermoseed is developed for the magnetic hyperthermia. Two kinds of thermoseed materials: hierarchical hollow and solid lichee-like Fe_3O_4 assemblies, are synthesized by a facile hydrothermal method. The crystal structure of Fe_3O_4 assemblies are characterized by x-ray diffraction, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. Moreover, the prepared Fe_3O_4 assemblies are used as a magnetic heat treatment agent, and their heating efficiency is investigated. Compared to solid assembly, hollow lichee-like Fe_3O_4 assembly exhibits a higher specific absorption rate of 116.53 W/g and a shorter heating time, which is ascribed to its higher saturation magnetization, larger initial particle size, and the unique hierarchical hollow structure. Furthermore, the magnetothermal effect is primarily attributed to Néel relaxation. Overall, we propose a facile and convenient approach to enhance the heating efficiency of magnetic nanoparticles by forming hollow hierarchical assemblies.     

Fe_3O_4纳米颗粒/聚二甲基硅氧烷复合材料磁电容效应的研究

提出了一种以Fe3O4纳米颗粒和聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成的复合材料为介质的平行板磁电容结构,并对其产生的磁电容效应的特点以及影响磁电容效应的因素进行了研究.对不同粒径的Fe3O4纳米颗粒按不同比例与PDMS混合形成的复合材料进行了测试.研究表明,与无磁场情况相比,在外磁场作用下,Fe3O4纳米颗粒/PDMS复合材料的电容值和介电损耗均发生了改变,产生了磁电容效应.由该复合材料磁电容效应所产生的电容变化量随着纳米颗粒混合浓度的增大而增大,并且当纳米颗粒粒径尺寸大于常温超顺磁临界尺寸时,材料的电容变化量随着颗粒尺寸的减小而增大.     

Magnetoresistance of Fe3O4/Au/Fe3O4 and Fe3O4/Au/Fe spin-valve structures

A detailed study of the in-plane magnetotransport properties of spin valves with one and two Fe₃O₄ electrodes is presented. Fe₃O₄/Au/Fe₃O₄ spin valves exhibit a clear anisotropic magnetoresistance in small magnetic fields but no giant magnetoresistance (GMR). The absence of GMR in these structures is due to simultaneous magnetization reversal in the two Fe₃O₄ layers. By contrast, a negative GMR effect is measured on Fe₃O₄/Au/Fe spin valves. The negative GMR is attributed to an electron spin scattering asymmetry at the Fe₃O₄/Au interface or an induced spin scattering asymmetry in the Au interfacial layers.     

Magnetic anisotropic properties in Fe3O4 and CoFe2O4 ferrite epitaxy thin films

Epitaxial thin films of Fe₃O₄ and CoFe₂O₄ on MgO (0 0 1) substrates were grown by molecular beam epitaxy at low temperature growth process. Magnetization and hysteresis loop of both films were measured to investigate magnetic anisotropic properties at various temperatures. Anomalous magnetic properties are found to be correlated with crystalline, shape, and stress anisotropies. The Fe₃O₄ film below Verwey structural transition has a change in crystal structure, thus causing many anomalous magnetic properties. Crystalline anisotropy and anomalous magnetic properties are affected substantially by Co ions. The saturation magnetization of Co–ferrite film becomes much lower than that of Fe₃O₄ film, being very different from the bulks. It indicates that the low temperature growth process could not provide enough energy to have the lowest energy state.     

Fe3O4纳米粒子对P3HT:PCBM电池的影响

为了提高太阳能电池的性能,研究磁性纳米粒子在外加磁场的作用下对聚合物太阳能电池有源层P3HT:PCBM成膜及太阳能电池性能的影响。本文采用热分解法制备了磁性Fe₃O₄纳米粒子,将不同质量分数的Fe₃O₄纳米粒子掺入到P3HT:PCBM溶液中,旋涂后在外加磁场的作用下自组成膜。通过TEM、XRD对制备的Fe₃O₄纳米粒子进行表征,并利用偏光显微镜、原子力显微镜对成膜质量进行探究。结果表明,采用热分解法制备的Fe₃O₄纳米粒子直径在10 nm左右,在外加磁场作用下,Fe₃O₄纳米粒子对成膜有一定的调控作用。当Fe₃O₄纳米粒子掺杂质量分数为1%时,太阳能电池器件的开路电压增加3.77%,短路电流增加24.93%,光电转换效率提高7.82%。     

纳米La2(MoO4)3∶Eu/Fe3O4磁性荧光粉末的制备及用于指纹显现的研究

采用水热法和共沉淀法分别合成了纳米La₂(MoO₄)₃∶Eu荧光材料和纳米Fe₃O₄磁性材料,并利用透射电子显微镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪表征纳米材料的形貌尺寸、晶体结构、荧光性能。经表征,纳米La₂(MoO₄)₃∶Eu荧光材料的微观形貌为片状结构,晶体结构为四方晶型,其发射光谱中出现了Eu3+的特征发射峰;纳米Fe₃O₄磁性材料的微观形貌为球形颗粒,晶体结构为立方晶型,并具有超顺磁性。然后,将以上两种纳米材料以一定比例混合均匀,制备了具有超顺磁性的La₂(MoO₄)₃∶Eu/Fe₃O₄纳米荧光粉末。经表征,该磁性纳米荧光粉末的微观形貌为片状结构与球形颗粒的混合,其发射峰位置未发生变化,而发光强度有所降低,但仍能够满足指纹显现的需要。最后,将制备的纳米磁性荧光粉末用于显现不同类型客体表面的潜在指纹。显现效果表明,对于光滑客体表面的指纹,使用磁性纳米荧光粉末与纳米荧光粉末的显现效果无明显差异;对于粗糙客体表面的指纹,使用磁性纳米荧光粉末能够清晰显现出指纹的细节特征,其显现效果明显优于普通纳米荧光粉末,并能够有效避免粉末扬尘现象。本研究制备的纳米磁性荧光粉末是一种理想的指纹显现材料,其指纹显现具有背景干扰低、显现效果好、适用范围广、无粉末扬尘等优点,在刑事案件现场具有广阔的应用前景。     

γ-Fe_2O_3/NiO核-壳纳米花的合成、微结构与磁性

利用溶剂热/热分解的方法合成出微结构可控的γ-Fe_2O_3/NiO核-壳结构纳米花.分析表明NiO壳层是由单晶结构的纳米片构成,这些纳米片不规则地镶嵌在γ-Fe_2O_3核心的表面.Fe3O4/Ni(OH)_2前驱体的煅烧时间对γ-Fe_2O_3/NiO核-壳体系的晶粒生长、NiO相含量和壳层致密度均有很大的影响.振动样品磁强计和超导量子干涉仪的测试分析表明,尺寸效应、NiO相含量和铁磁-反铁磁界面耦合效应是决定γ-Fe_2O_3/NiO核-壳纳米花磁性能的重要因素.随着NiO相含量的增加,磁化强度减小,矫顽力增大.在5 K下,γ-Fe_2O_3/NiO核-壳纳米花表现出一定的交换偏置效应(H_E=46 Oe),这来自于(亚)铁磁性γ-Fe_2O_3和反铁磁性NiO之间的耦合相互作用.与此同时,这种交换耦合效应也进一步提高了样品的矫顽力(H_C=288 Oe).     

Electrical and magnetic properties of polyaniline/Fe3O4 nanostructures

We report on electrical and magnetic properties of polyaniline (PANI) nanotubes (150 nm in diameter) and PANI/Fe₃O₄ nanowires (140 nm in diameter) containing Fe₃O₄ nanoparticles with a typical size of 12 nm. These systems were prepared by a template-free method. The conductivity of the nanostructures is 10⁻¹–10⁻² S/cm; and the temperature dependent resistivity follows a ln ρT^−1/2 law. The composites (6 and 20 wt% of Fe₃O₄) show a large negative magnetoresistance compared with that of pure PANI nanotubes and a considerably lower saturated magnetization (M_s=3.45 emu/g at 300 K and 4.21 emu/g at 4 K) compared with the values measured from bulk magnetite (M_s=84 emu/g) and pure Fe₃O₄ nanoparticles (M_s=65 emu/g). AC magnetic susceptibility was also measured. It is found that the peak position of the AC susceptibility of the nanocomposites shifts to a higher temperature (>245 K) compared with that of pure Fe₃O₄ nanoparticles (190–200 K). These results suggest that interactions between the polymer matrix and nanoparticles take place in these nanocomposites.     

Fe_3O_4单晶薄膜磁性电场调控的微磁学仿真研究

磁性薄膜磁学特性电场调控的相关研究对开发新型低功耗磁信息器件具有突出意义.本文基于电场调控磁性的基本理论,以OOMMF(Object Oriented Micro-Magnetic Frame)微磁学仿真软件为工具,研究了电场对生长于PZN-PT单晶衬底上Fe_3O_4单晶薄膜磁学特性的调控.研究结果显示:无外加电场时,薄膜表现出典型的软磁特性;沿衬底[001]方向施加的外加电场可以使得薄膜矫顽力、矩形比等磁学特性发生显著改变:当外加磁场沿[100]([010])时,施加正值(负值)电场强度可以显著增大薄膜的矫顽力与矩形比,当电场强度不小于0.6 MV/m时薄膜矩形比达到1.这是因为外加电场导致薄膜产生单轴应力各向异性,使得薄膜的等效磁各向异性发生了从无外电场下的面内四重磁晶各向异性向高电场下的近似单轴磁各向异性的过渡.外加1 MV/m与-1 MV/m的电场时等效易磁化轴分别沿[100]与[010]方向.另外,外加1 MV/m(-1 MV/m)的电场强度可以使得铁磁共振的频率增大(减小)接近1 GHz.     

The thermal spreading of antimony oxides onto Fe2O3

The uniform antimony-rich surface layer on Fe₂O₃ was carried out via thermal spreading of Sb₂O₃ and Sb₂O₄. TG–DTA results indicate that the oxidation temperature of Sb₂O₃ was decreased ca. 100 K due to thermal spreading effect. Although Sb₂O₄ is almost catalytically inert for oxidation of isobutane and Fe₂O₃ is a typical non-selective catalyst for this reaction, the formation of antimony-rich layer suppresses the combustion reactions and favors the partial oxidation reactions. When Sb₂O₄ instead of Sb₂O₃ was used as antimony resource, the enrichment of antimony on Fe₂O₃ surface was much lower. However, the reaction atmosphere of isobutane oxidation enhances antimony spreading over Fe₂O₃ surface. According to Mars–Van Krevelen mechanism, some Sb₂O₄ in catalysts could be intermediately reduced into Sb₂O₃ during reaction of isobutene oxidation, which thermal spreading is much easier. As shown by Raman results, the Sb₂O₄ that has been spread on Fe₂O₃ surface is probably amorphous.