CoSm_xFe_(2-x)O_4铁氧体纳米粉晶的制备及其电磁性能

用W/O微乳液法制备了CoSmxFe2-xO4(x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)铁氧体纳米粉晶。用X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和阻抗/材料分析仪表征了样品的结构、形貌和电磁性能。结果表明,掺杂少量Sm3+对样品的晶体结构没有影响,但其晶粒尺寸、饱和磁化强度、矫顽力和电磁损耗性能等都有不同程度的改变。样品的晶粒尺寸随Sm3+含量的增加而减小,在35~20 nm之间变化;而饱和磁化强度随着钐掺杂量的增加呈先减小后增大的变化趋势(x=0.00→0.04→0.08,Ms=52.95→51.03→52.56emu.g-1);当钐掺杂量x分别等于0.6和0.4时,其磁损耗性能和电损耗性能在1 MHz~1 GHz的频率范围达到最大,且低频区优于高频区。     

掺杂对棒状纳米SrFe_(12)O_(19)形貌和性能的影响

以FeCl2为原料,利用化学沉淀法制备了针状纳米α-FeOOH中间体,并通过柠檬酸法在针状纳米α-FeOOH表面包裹锶的柠檬酸配合物,煅烧后形成的棒状纳米SrFe12O19并分别在共沉淀和溶胶-凝胶2个不同过程中对纳米SrFe12O19进行镧掺杂。采用XRD,TEM和振动样品磁强计(VSM)对SrFe12O19及掺杂锶铁氧体的结构、形貌及磁性能进行了表征。结果表明:沉淀法和柠檬酸法相结合后制得的针状前驱体于900℃煅烧后可制得平均直径为40nm,长径比为15～20的棒状纳米SrFe12O19。在沉淀过程中对前驱体进行掺杂后制得的SrLaxFe12-xO19较同温度时在溶胶-凝胶过程中进行掺杂制得样品的长径比有所增加,进而使得SrLaxFe12-xO19的各向异性变大,磁性能增加,且在沉淀过程中掺杂镧后,样品的矫顽力和饱和磁化强度达到最大值时,x值明显大于溶胶-凝胶过程中进行掺杂制得的棒状SrLaxFe12-xO19。利用共沉淀法掺杂后,当x=0.15时制备的样品的矫顽力最大为6179.1Oe,此时样品的饱和磁化强度和剩余磁化强度分别65.7和38.4emu·g-1。当x=0.2时制备的样品的饱和磁化强度达到最大值为67.3emu·g-1,样品的矫顽力为5852.7Oe。     

La-Co共掺杂的M型锶铁氧体纳米纤维的制备和磁性能

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和金属盐为原料,采用静电纺丝、溶胶-凝胶技术以及随后的热处理工艺,制备了La、Co共掺杂的M型锶铁氧体Sr1-xLaxFe12-xCoxO19(x=0.12)(SLFC)纳米纤维.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和超导量子干涉仪(SQUID)技术对纳米纤维样品的结构、形貌和磁学性能进行了观测,系统地研究了不同温度下样品的磁性能变化.结果表明:经过950°C焙烧2h后,得到纯相的M型锶铁氧体纳米纤维,纤维呈竹节状结构,直径约55nm;室温下测得矫顽力(Hc)为498.53kA·m-1,饱和磁化强度(Ms)为70.76A·m2·kg-1,剩磁(Mr)为36.35A·m2·kg-1,这比未掺杂SrFe12O19(SF)时纳米纤维的磁性能有明显的改善,并且与在相同温度下制得的相应纳米粉体样品相比,磁性能明显提高.     

热处理条件对BaSm0.3Fe11.7O19铁氧体纤维结构演化和磁性能的影响

以金属盐和柠檬酸为原料,采用溶胶凝胶法成功制备1μm以下具有较大长径比的纳米晶BaSm0.3Fe11.7O19 铁氧体纤维。采用热重-差热分析(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和振动样品磁强计(VSM)对前躯体纤维及其焙烧产物进行了表征。实验结果表明,750℃焙烧1小时,BaSm0.3Fe11.7O19铁氧体相已基本形成,随着焙烧温度的升高和保温时间的延长,BaSm0.3Fe11.7O19晶粒尺寸逐渐增大,纤维表面越发粗糙,片状结构越发明显。同时,纤维的饱和磁化强度(Ms)随晶粒尺寸的增加而增大,而矫顽力(Hc)则呈现先增大后减小的趋势,在晶粒尺寸为58.4 nm附近达到最大值459.2 kA/m,这表明Sm0.3Fe11.7O19纤维的临界单畴尺寸在60nm左右。对低温(77K)和室温(300K)样品的磁性能比较发现,磁性能存在明显的差异,这主要与纳米晶的表面自旋有关。     

nFe3+/nSr2+和nOH-/nNO3-对锶铁氧体纳米片结构及磁性能的影响

采用改进的水热法成功合成了单分散的纯相锶铁氧体纳米片。借助DLS、XRD、FTIR、SEM、EDS和VSM等分析测试手段对SrFe₁₂O₁₉铁氧体粉体的粒度、结构、形貌和磁性能进行表征。研究结果表明,在240℃保温5 h,物质的量之比n_Fe³⁺/n_Sr²⁺(R_F/S)和n_OH^-/n_NO^-(R_O/N)分别为5和2时,所得产物为单分散的纯相六角SrFe₁₂O₁₉铁氧体纳米片。随着R_F/S和R_O/N的变化,合成样品中有少量SrCO₃和Fe₂O₃杂相存在,这主要与反应条件和离子比例有关。磁性能测试结果显示,所得纯相的六角SrF₁₂O₁₉铁氧体纳米片具有优异的磁性能,其饱和磁化强度和矫顽力分别达到60.91 emu·g^-1和94.83 kA·m^-1,使其在医疗、催化和生物等高技术领域具有潜在的应用。     

取代石榴石型铁氧体Nd3-xSrxFe5O12（0.2≤x≤0.8）的水热合成与磁性研究

通过水热合成得到石榴石型铁氧体材料Nd3-xSrxFe5O12(x=0.2,0.4,0.6,0.8),经X射线粉末衍射分析确定样品属于立方晶系,Ia3d空间群,晶格常数a>1.2600 nm.Mssbauer谱数据显示Sr2+离子和Nd3+离子共同占据十二面体C位,晶格中有少量Fe4+离子生成.通过扫描电子显微镜观察到样品晶粒为菱形十二面体.高温M-T曲线和磁滞回线表明,4个样品的居里温度均在570 K左右,不因Sr2+离子含量不同而改变;但是随着Sr2+离子在晶格中含量的增加,样品的饱和磁化强度(Ms)下降,矫顽力(Hc)增大.     

单分散NixZn1-xFe2O4纳米颗粒的制备及其磁热效应

以乙酰丙酮金属盐为前驱体,三乙二醇为溶剂,采用多元醇法制备了镍锌不同配比的Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4(x=0,0.3,0.5,0.7和1.0)铁氧体,并通过X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等对样品的结构、形貌、磁性能和磁热性能进行了表征。结果表明:Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4铁氧体分散性较好,尺寸均一,形状近似球形,平均粒径为4~5 nm。Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4纳米颗粒在室温下表现出亚铁磁性,饱和磁化强度随着镍含量的增加先增大后减小,当x=0.5时达到最大值29.38 emu·g~(-1)。在382k Hz交变磁场作用下,Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4铁氧体温度可升温至313 K,表现出较好的磁热性能。     

添加Al2O3对Ni0.5Zn0.5Fe2O4纳米纤维结构和磁性能的影响

采用静电纺丝技术制备了添加0～20wt%Al2O3的Ni0.5Zn0.5Fe2O4纳米纤维。通过XRD、FESEM、TEM和VSM对样品的物相结构、形貌和磁性能进行了表征。结果表明,所合成的复合纳米纤维的直径都分布在40～150 nm之间,添加到纤维中的Al2O3主要以非晶态形式分布于铁氧体晶粒边界;随着Al2O3添加量的增加,可观察到γ-Fe2O3相逐渐析出,Ni-Zn铁氧体的晶格常数单调减小,说明有一些Al2O3进入到尖晶石晶格中取代了B位的Fe3+离子,Ni-Zn铁氧体的平均晶粒尺寸先增大后减小,在Al2O3添加量为8wt%时达到最大值39.2 nm;比饱和磁化强度和矫顽力随Al2O3添加量的增加呈现出相同的变化规律,先减小后增大,当Al2O3添加量超过5wt%时又开始变小。     

形貌可控纳米SrFe_(12)O_(19)的制备及其磁性能

以FeCl3为原料,NaOH作为沉淀剂,通过化学沉淀法,制备出球状的Fe(OH)3中间体,同时以FeCl2为原料,采用化学沉淀法,分别使用NH3·H2O、Na2CO3和NaOH作为沉淀剂制得了不同形貌的中间体,利用柠檬酸法在中间体表面包裹锶的柠檬酸络合物,煅烧后分别制得了球形、纺锤体及棒状的纳米SrFe12O19.利用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等测试手段对不同形貌的纳米SrFe12O19进行表征,并利用振动样品磁强计(VSM)对磁性能进行研究.结果表明:在用化学沉淀-柠檬酸法制备SrFe12O19的过程中,铁盐的种类以及沉淀剂的碱性对中间体的物相和SrFe12O19的形貌有着至关重要的影响.当原料为Fe3+时,制得了球形的纳米SrFe12O19;当原料为Fe2+时,利用碱性不同的沉淀剂可制得不同形貌的纳米SrFe12O19.随着沉淀剂碱性的增加,所得SrFe12O19的长径比增加,形貌各向异性增加.SrFe12O19的矫顽力(Hc)主要取决于粒子的各向异性,各向异性越大,矫顽力越大,饱和磁化强度(Ms)随着样品的各向异性的增加也有所增加,以FeCl2为原料,NaOH作为沉淀剂时制得的棒状SrFe12O19的矫顽力和饱和磁化强度最大分别为458.2kA·m-1和64.2A·m2·kg-1.     

Mg-Co-Ti共掺杂对M型钡铁氧体磁性能的影响

采用溶胶-凝胶方法制备了不同Mg-Co-Ti掺杂量的Ba(MgCo)_x/2Ti_xFe_11.5-2xO₁₉磁性粉体，运用XRD和SEM对样品成分及颗粒大小进行了表征，并运用VSM测试了样品的磁性能。结果表明：所制备的粉体1100℃煅烧2小时，粉体结晶良好，呈纯相结构，粉体颗粒大小平均在250 nm左右。随着掺杂含量x从0.1增加到0.6，矫顽力Hc从342 kA/m下降至143 kA/m，而饱和磁化强度Ms先增加，随后降低，在x=0.3时获得最大Ms为55.27 Am²/kg。剩余磁化强度Mr，随着掺杂含量x的增加，先增加，然后逐渐减少。当x=0.3时剩余磁化强度最大值为30.90 Am²/kg。研究表明，可以通过在Fe位掺杂不同含量的Mg-Co-Ti，调整钡铁氧体的磁性能，以适应不同的应用需求。     

针状纳米SrFe12O19的溶胶-凝胶法制备及磁性研究

采用柠檬酸-EDTA的联合络合溶胶-凝胶法制得了针状纳米锶铁氧体磁性微粒。利用XRD对样品的物相进行分析,利用TEM对样品形貌和粒径进行表征,并利用振荡样品磁强计(VSM)对样品进行了磁性能研究。结果表明,相对于柠檬酸法制备的纯锶铁氧体微粒,EDTA加入后制备的SrFe₁₂O₁₉微粒仍保持六方磁铅石型结构,但是粒径减小,形貌向一维发展,且内禀矫顽力H_c显著提高。并直接对凝胶加热,使其发生自蔓延燃烧,省去了凝胶的干燥过程,制备周期缩短1/4以上,同时自蔓延燃烧使SrFe₁₂O₁₉的内禀矫顽力提高10%左右,通过洗涤前驱体使得SrFe₁₂O₁₉纯度得到提高,进而使比剩余磁化强度和比饱和磁化强度提高20%左右,最终制得了粒径为30 nm,长径比为5∶1,内禀矫顽力、比饱和磁化强度与比剩余磁化强度分别为6 446.9 Oe、68.9 emu·g^-1和40.2 emu·g^-1的针状纳米SrFe₁₂O₁₉。     

CexTi1-xO2负载锰基催化剂的制备及其低温NH3选择催化还原NO

用共沉淀法制备了CexTi1-xO2复合氧化物载体。XRD和低温N2吸附-脱附结果指出,当0.2≤x≤0.4时,CexTi1-xO2载体主要以无定形态存在,且Ce0.4Ti0.6O2的比表面积和孔容最大。Mn-Fe/CexTi1-xO2系列催化剂低温NH3选择性催化还原(SCR)NO活性结果表明,Mn-Fe/CexTi1-xO2的活性随着Ce含量的增加先增大后减小,其中Mn-Fe/Ce0.4Ti0.6O2的活性最佳,在41000 h-1空速下,催化剂在75℃起燃,NO转化率在113℃时即超过90%。而XRD和XPS分析结果指出,Mn-Fe/Ce0.4Ti0.6O2催化剂主要以无定形或微晶的形式存在,催化剂表面Mn和Fe与载体间存在强相互作用,且催化剂表面存在Ce3+/Ce4+氧化还原电对和较多的化学吸附氧,有利于NO氧化成NO2,同时催化剂表现出了较好的抗H2O和SO2性能。     

n_(Fe~(3+))/n_(Sr~(2+))和n_(OH~-)/n_(NO~-)对锶铁氧体纳米片结构及磁性能的影响

采用改进的水热法成功合成了单分散的纯相锶铁氧体纳米片。借助DLS、XRD、FTIR、SEM、EDS和VSM等分析测试手段对SrFe_(12)O_(19)铁氧体粉体的粒度、结构、形貌和磁性能进行表征。研究结果表明,在240℃保温5 h,物质的量之比n_(Fe~(3+))/n_(Sr~(2+))(R_(F/S))和n_(OH~-)/n_(NO~-)(R_(O/N))分别为5和2时,所得产物为单分散的纯相六角SrFe_(12)O_(19)铁氧体纳米片。随着R_(F/S)和R_(O/N)的变化,合成样品中有少量SrCO_3和Fe_2O_3杂相存在,这主要与反应条件和离子比例有关。磁性能测试结果显示,所得纯相的六角SrF_(12)O_(19)铁氧体纳米片具有优异的磁性能,其饱和磁化强度和矫顽力分别达到60.91 emu·g~(-1)和94.83 kA·m~(-1),使其在医疗、催化和生物等高技术领域具有潜在的应用。     

Mn和Fe掺杂SnO2的水热合成与磁结构研究

采用水热法合成了Sn1-x-yMnxFeyO2(0≤x≤0.10, 0≤y≤0.10)稀磁半导体. 通过XRD, Raman, TEM, SQUID和Mössbeaur等技术对化合物进行了结构和性能的表征. 结果表明, XRD中没有出现第二相的沉积, Raman光谱中出现了Mn位于SnO2晶格中的局域模式. 磁性测试结果表明, 当x=0.10, y=0时, 样品在低温下具有较强的磁化强度, 但室温下其磁化强度急剧降低. 而y=0.10, x=0时, 样品的磁化强度和矫顽力都比较小, 但随温度的改变变化不大, Mössbeaur谱测试结果表明, 其中的Fe一部分是铁磁耦合的, 拟合得到超精细场和同质异能移等参数表明, 铁磁性来源于Fe替代SnO2本征性能. Mn和Fe共同掺杂的样品的磁化强度随x的减少和y的增加而减少, 矫顽力却相对于单一元素掺杂的样品大大增加.     

静电纺丝法制备定向排列的铁氧体纳米纤维

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和金属硝酸盐为原料,采用改进的静电纺丝法制备了直径均匀、表面光滑、定向排列的Co0.8Zn0.2Fe2O4/PVP纳米纤维前驱体,经热处理后得到定向排列的铁氧体纳米纤维.对前驱体纤维的热分解过程及Co0.8Zn0.2Fe2O4(CZFO)的结构、物相及形貌进行了表征.结果表明,在空气中经550～950℃热处理3 h后均得到纯相、结晶良好的尖晶石型钴锌铁氧体;在2000 r/min转速下收集的复合纤维形貌最佳,直径约300 nm;经750℃热处理后纤维直径约为70 nm,室温下测得饱和磁化强度为66.1 A.m2/kg,矫顽力达到最大值6.6 A/m,表明钴锌尖晶石型铁氧体单畴临界尺寸约为44 nm.与CoFe2O4相比,CZFO的饱和磁化强度升高,矫顽力下降,并且CZFO的纤维与粉末的磁特性有明显的区别.     

聚吡咯/Ba_(0.9)Nd_(0.1)Fe_(11.5)Cr_(0.5)O_(19)复合物的可控合成及电磁性能

用溶胶凝胶法制备了一系列Nd掺杂Ba-铁氧体粉末(Ba1-xNdxFe11.5Cr0.5O19,x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20),选取磁性能相对较好的Ba0.9Nd0.1Fe11.5Cr0.5O19作为磁核,通过原位聚合法制备了不同铁氧体含量的聚吡咯/Ba0.9Nd0.1Fe11.5Cr0.5O19(PPy/BNFCO)复合物.用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)、四探针测试仪和矢量网络分析仪等表征了铁氧体粉末和复合物微粒的结构、形貌以及电磁性能.结果表明,Nd的掺杂明显改变了Ba-铁氧体的饱和磁化强度和矫顽力;PPy/BNFCO复合物具有比较明显的核壳结构;复合物的饱和磁化强度随BNFCO含量的增加而增大;电导率则与PPy含量成正比,mpy/mBNFCO=5/1为复合体系渗流阈值;复合物对电磁波的反射损耗和有效带宽是PPy和ZCGFO协同作用的结果,当mpy/mBNFCO为5/1时,PPy/ZCGFO复合物中组分间的协同作用达到最大,其反射峰值和有效带宽分别达到-27.68dB和9.04GHz.PPy/ZCGFO复合物由于良好的微波吸收性能,有望成为电磁波吸收与屏蔽领域的候选材料.     

PS-b-P4VP/CoSm杂化材料的制备及其磁性能

用溶液相金属盐沉积法在苯乙烯与4-乙烯基吡啶嵌段共聚物(PS-b-P4VP) 胶束中制备了平均直径为12 nm的PS-6-P4VP/Co、PS-b-P4VP/CoSm(nCo:nSm=3.8:1,13.0:1)、PS-b-P4VP/Sm纳米粒子.胶束溶液通过高温回流使磁性成核粒子和磁性金属原子的流动能力和扩散能力提高而获得尺寸均一的颗粒.傅里叶红外分析表明.当只有CoCl2加入时,Co2将与多个4-乙烯基吡啶基团配位,而CoCl2和SmCl3同时加入时,由于Sm-4VP配体的屏蔽使Co2 与4-乙烯基吡啶基团的配位数减少.振动样品磁强计对上述样品磁性能的分析表明:随着Sm含量的增加,样品的饱和磁化强度和剩余磁化强度减少,而矫顽力增加.     

镍钴锌纳米铁氧体的制备及磁热性能

以乙酰丙酮盐为前驱体,三乙二醇为溶剂,采用多元醇法制备了纳米Ni0.5-xCoxZn0.5Fe2O4(x=0,0.1,0.2,0.3和0.4)铁氧体.通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)等对样品的结构、形貌和磁性能进行了表征.结果表明,所得纳米Ni0.5-xCoxZn0.5Fe2O4铁氧体的分散性较好,尺寸均一.在室温下产物的剩磁和矫顽力均较小,表现出亚铁磁性.纳米Ni0.3Co0.2Zn0.5Fe2O4铁氧体的饱和磁化强度达到41.34 A·m2·kg-1,其在交变磁场中升温可达到55℃,表现出较好的磁热性能.     

SbxZn1-xO1+x/2及其壳聚糖复配物的制备和抗菌性能

采用溶胶-凝胶法制备了SbxZn1-xO1+x/2及其壳聚糖的复配物,通过X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征了样品的物相结构、组成和微观形貌。以大肠杆菌、白色念珠菌和金黄色葡萄球菌为测试菌种,研究了样品的抗菌性能。结果表明,SbxZn1-xO1+x/2的抗菌活性优于纯ZnO,其中x=0.05的样品活性最好;复配物的抗菌活性明显优于单一组分,当Sb0.05Zn0.95O1.025和壳聚糖质量比mSZ/mCS=2时,样品抗菌性能最佳。     

新颖的电磁波吸收材料:Ba_(1-x)La_xFe_(10)Al_2O_(19)铁氧体的制备和性能

用溶胶-凝胶法合成了Ba1-xLaxFe10Al2O19铁氧体(x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25).通过粉末X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、振动样品磁强计和矢量网络分析仪表征了样品的结构、形貌、磁性和电磁波吸收性能.结果表明,La含量显著地影响Ba1-xLaxFe10Al2O19铁氧体的磁性和电磁波吸收性能.Ba1-xLaxFe10Al2O19铁氧体的饱和磁化强度随La含量的增加而减小,而矫顽力则增大.当BaFe10Al2O19吸收剂的涂层厚度为2mm时,在8～18GHz范围内,反射损耗的峰值在13.45GHz处达到-26.3dB,有效带宽为8.9GHz.Ba1-xLaxFe10Al2O19铁氧体对电磁波的反射损耗和有效带宽低于母体BaFe10Al2O19.由于Ba1-xLaxFe10Al2O19样品良好的吸波性能,建议可以作为吸收和屏蔽电磁波的候选材料.