一维铁磁金属纳米材料的制备、结构调控及其磁性能

一维铁磁金属纳米材料不但具有普通纳米粒子的各种特殊效应,而且具有独特的形状各向异性和磁各向异性,是构筑新型电磁功能材料的重要组元,在高密度磁记录、敏感元器件、电磁波吸收、催化剂、医学和生物功能材料等领域具有重要的应用。本文以一维铁磁金属纳米材料的制备技术为评述线索,重点论述了一维铁磁金属纳米材料的形貌参数（包括直径、长度、长径比）,晶面取向等微观结构的调控方法以及结构对磁性能的影响规律,指出发展新型的一维铁磁纳米材料的结构控制方法,研究一维材料的定向排布及组装技术,并从更深层次揭示一维结构与性能的关系以及开发一维铁磁纳米材料在各领域的实际应用是未来研究的主要发展方向。     

ZnO花状微球负载NaYF4:Yb,Tm复合物的制备及电磁性能EI北大核心CSCD

采用微波辅助溶剂热-超声浸渍两步法制备了ZnO花状微球负载NaYF4:Yb,Tm(ZnO/NaYF4:Yb,Tm)复合材料。通过对样品的形貌、组成、静磁与电磁特性的表征,讨论了NaYF4:Yb,Tm纳米晶负载量以及煅烧温度对复合材料吸波性能的影响,同时,揭示了该复合材料的吸波机制。结果显示,电磁波在ZnO分级花状结构中的多重反射可以提高材料对电磁波的吸收效率。同时,NaYF4:Yb,Tm的引入有利于界面极化、缺陷极化的产生。得益于上述优势和异质结构的协同作用,当NaYF4:Yb,Tm负载量为0.15mmol时,经500℃煅烧处理所得ZnO/NaYF4:Yb,Tm复合材料展示出优异的吸波特性,当匹配厚度为2.0mm时,对应有效吸收带宽为4.89GHz,其最大吸收为-39.38dB。     

基于互动和合作学习的无机化学教学模式

在分析无机化学课堂教学现状和采纳学生建议的基础上提出了构建互动和合作学习的无机化学教学模式。着重介绍了"分组互动、读书报告会、尝试讲课和评判纠错"互动和合作学习的过程。教学实践表明,这种互动和合作学习正是学生需要和喜欢的无机化学教学模式。     

胺基磁性纳米凝胶的光化学制备及形成机理

以Fe3O4纳米粒子为磁核,借助紫外光辐照含有烯丙基胺和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液,制备了胺基功能化的聚(烯丙基胺-共-N,N′-亚甲基双丙烯酰胺)磁性纳米凝胶(PAAm-Fe3O4),对其化学组成、表面电位、形貌、粒径分布及磁学性质进行了分析表征,并研究了光照时间和单体的滴加量对产物的粒径和粒径分布的影响.为探索聚合反应的引发方式,以烯丙基胺的类似物——苯胺为探针,借助激光光解-瞬态吸收装置研究了纳米Fe3O4粒子与有机电子供体的相互作用.结果表明,光化学方法实现了高分子凝胶层对单个Fe3O4粒子的有效包覆,通过控制光照时间和单体的滴加量可以获得在一定范围内尺寸可调且分布较窄的PAAm-Fe3O4.核壳结构的PAAm-Fe3O4近似球形,表面带正电性,磁含量接近88%,在室温下呈现准超顺磁性且饱和磁化强度达50emug?1.激光光解实验结果表明在光化学反应条件下Fe3O4与有机电子供体发生了电子转移反应,这可能是在Fe3O4表面引发有机胺单体的聚合并形成高分子壳的关键.最后,对PAAm-Fe3O4的形成机理进行了探讨.     

气流诱导多晶铁纤维的可控制备及生长机理

仅通过控制Fe(CO)₃的热解温度(T_d),用气流诱导法制备了化学组成与结构可控的多晶铁纤维。研究了热解温度对多晶铁纤维的结构和化学组成的影响规律以及多晶铁纤维的形成机理。结果表明,多晶铁纤维的直径为100～300 nm、长径比为10～40,随热解温度的升高,多晶铁纤维的晶型结构更完整,晶粒尺寸在8～61 nm 内增大,组成多晶铁纤维的纳米晶粒子在600 ℃由颗粒状变为层片状,且在较高和较低的热解温度下易于获得铁元素含量高的多晶铁纤维。多晶铁纤维的形成是由于自发磁化的铁纳米晶粒子在气流的诱导作用下自组装成一维结构。     

ZnO/Gd2O3复合中空微球的制备及其电磁性能研究

以水热法一步合成的C/ZnO微球为基材,通过煅烧处理得到ZnO中空多孔微球,随后利用尿素均相沉积方法及煅烧处理成功制备了ZnO/Gd₂O₃复合吸波材料。通过对样品的形貌、组成、磁性能与电磁特性的表征,讨论了调控尿素的加入量对产物吸波性能的影响,同时,探讨了该复合体系的吸波机理。结果显示,将磁性Gd₂O₃与介电损耗型ZnO相结合设计异质结构,磁损耗的引入能改善阻抗匹配特性。由于双重损耗机制、异质结构和中空多孔结构的协同作用,ZnO/Gd₂O₃展示了高效的电磁波吸收能力。磁导率和匹配特性随着Gd₂O₃含量的增加而增大,而高介电常数和衰减特性随着Gd₂O₃含量的增加而减小。当尿素的加入量为0.5 g时,所得ZnO/Gd₂O₃-2展示出优良的宽带、高吸收特性,当匹配厚度为3.5 mm时,对应有效吸收带宽为7.08 GHz,其最大吸收为...     

聚吡咯/Gd-掺杂铜锌铁氧体复合物的制备及电/磁性能

用溶胶-凝胶法和溶液原位聚合法分别制备了Gd-掺杂纳米级Zn_0.6Cu_0.4Fe_2－xGd_xO₄ (x＝0～0.10)铁氧体粉末和聚吡咯/Zn_0.6Cu_0.4Fe_1.96Gd_0.04O₄纳米复合物. 用现代分析技术表征了样品的结构、形貌和电磁性能. 结果表明Gd-掺杂铁氧体的饱和磁化强度随Gd含量的增加而增大; 复合物的电导率和饱和磁化强度与聚吡咯的含量有关, 当聚吡咯的含量从w＝50%增加到w＝80%, 复合物的电导率从0.0139增加到0.0423 S/cm, 而饱和磁化强度则从18.37减小到14.35 emu/g. 在8～18 GHz频段内, 吸收层厚度为2 mm时, PPy在16 GHz附近的反射损耗峰值为－19.68 dB, 有效带宽为6.2 GHz; 而ZCGFO的反射损耗峰值和有效带宽分别为－16.6 dB和5.16 GHz. 和PPy和ZCGFO相比, PPy/ZCGFO复合物有更低的反射损耗和更大的有效带宽, ZCGFO相对含量为20%的PPy/ZCGFO复合物的反射峰值和有效带宽分别达到－20.90 dB和14.05 GHz. 这些结果说明PPy/ZCCFO复合物适合作为电磁波吸收与屏蔽的候选材料.     

Fe/膨胀石墨插层复合物的简易制备与电磁特性研究

以膨胀石墨和硫酸亚铁为前驱物,采用一步还原法得到Fe/膨胀石墨(Fe/EG)插层复合物.并用SEM、XRD、网络矢量分析仪等测试仪器分别研究了Fe含量(wFe)对Fe/EG插层复合物的形貌、结构、微波电磁和吸波性能的影响.结果表明:改变插层剂Fe的含量能有效地调控Fe/EG插层复合物的微波电磁与吸收特性.随wFe在27.5wt%～71.5wt%范围内增大,Fe/EG插层复合物的介电常数在wFe=27.5wt%时达到最大值,磁导率呈现多重共振现象,微波吸收性能逐渐增强.这种优异的微波吸收特性归功于Fe/EG插层复合物增强的电磁匹配和磁共振损耗.     

四氧化三铁中空/螺旋纤维的制备及形成机理

以柠檬酸铁为原料, 利用有机凝胶热分解法在低升温速率下热处理并还原制备了Fe3O4中空/螺旋纤维. 通过TG/DTA, XRD和SEM对前驱体纤维热分解过程、产物物相和形貌进行了表征. 结果表明, 产物主要由80%的中空纤维和20%的螺旋纤维组成, 其中中空纤维的直径为6 μm左右, 壁厚为500 nm. 螺旋纤维的直径为6~10 μm, 螺旋纤维是由具有不同旋向的宽度为4~6 μm的带状纤维卷曲而成, 带状纤维的外表面壳层均匀密实, 其厚度为600 nm左右, 而内层疏松且不规则. Fe3O4中空/螺旋纤维是由晶粒尺寸为60 nm左右的纳米颗粒构成, 并有少量的介孔. 分析了中空纤维和螺旋纤维的形成机理, 直径较小的前驱体纤维在热处理过程中内部凝胶向表层迁移收缩形成中空纤维; 螺旋纤维是由直径较大的前驱体纤维在热处理过程中产生的强大的热应力导致纤维产生螺旋破裂形成的.     

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.