磁性纳米材料的制备及其磁性能研究

东Ｓｏ南ｕｔｈ大

ｅａｓ学ｔＵｎ学ｉｖ嚣Ｍ　医学ｉ版ｄｉＪＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖ　Ｍｅｄ　Ｓｃ　Ｅｄ；２。１２，。ｃｔ；３１（５）：５６７，５７１　、一…，…，　一　。／‘……　・５６７・　

掺杂Ｆ３　ｏ４磁性纳米粒子壳聚糖凝胶的　

制备及其性质研究　

张磊　，丁琪　，夏扬　，张天柱　，顾宁　

（１．东南大学生物科学与医学工程学院，生物电子学国家重点实验室，江苏省生物材料与器件　重点实验室，江苏南京２１００９６；２．东南大学附属中大医院康复科，江苏南京２１０００９）　

［摘要］目的：制备用聚丙烯酸（ＰＡＡ）包裹的水溶性四氧化三铁（Ｆｅ　Ｏ　）纳米粒子（ＰＡＡ＠Ｆｅ，Ｏ　ＮＰｓ）掺杂的　

壳聚糖水凝胶，并对其进行表征。方法：用戊二醛为交联剂，对壳聚糖进行交联，向其中添加ＰＡＡ＠Ｆｅ　Ｏ　

ＮＰｓ，获得Ｆｅ　Ｏ　磁性纳米粒子均匀掺杂的水凝胶。应用衰减全反射傅利叶变换红外线光谱（ＡＴＲ—ＦＴＩＲ）分　

析仪和流变仪对凝胶的化学结构、流变学性质和溶胀率等进行表征。结果：ＡＴＲ—ＦＴＩＲ结果显示，戊二醛交　

联的壳聚糖水凝胶中交联点　Ｃ＝Ｎ。位于１　６５０　ｃｍ　附近。Ｆｅ　Ｏ　磁性纳米粒子均匀掺杂在戊二醛交联的壳　

聚糖水凝胶中，其存储模量Ｇ　远大于损耗模量Ｇ　，具有高的溶胀率。结论：Ｆｅ　Ｏ　磁性纳米粒子可以均匀分　布在戊二醛交联的壳聚糖水凝胶中，并显示出良好的弹性模量，是一种有潜力的烧伤瘢痕增生抑制辅助用凝　

胶材料。　［关键词］壳聚糖；水溶性Ｆｅ。Ｏ　纳米粒子；水凝胶；交联；溶胀；流变学性质　

［中图分类号］０６４８．１７　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１６７１—６２６４（２０１２）０５—０５６７—０５　

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１６７卜６２６４．２０１２．０５．００８　

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｇｌｕｔａｒａｌｄｅｈｙｄｅ　ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ　ｃｈｉｔｏｓａｎ　

ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｗｉｔｈ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｆｅ３　０４　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　

・　３６　・　材料导报　２００７年５月第２１卷专辑Ⅷ　

双微乳液法制备ＣｏＦｅ２０４纳米颗粒及其磁性能研究　

冯光峰，黎汉生　

（北京理工大学化工与环境学院，北京１ＯＯＯ８１）　

摘要　以ＴｒｉｔｏｎＸ－１００／ｆｆ－己醇／正己炕／水为反应介质，采用双微乳液法合成了尖晶石型ＣｏＦｅ２０４磁性纳米颗　

粒。利用Ｔ　ＤＳＣ、ＦＴＩＲ、ＴＥＭ、ＸＲＤ、ＶＳＭ等测试技术对ＣｏＦｅ２０４煅烧前后的结构和磁性能进行表征。结果表明，　采用微乳液法制备的ＣｏＦ　０４前驱物经煅烧后可获得纳米级磁性微粒。煅烧温度对微粒粒径和磁性能有较大影响，　

经３００℃煅烧后的微粒粒径为１５ｎｍ，７００℃煅烧后微粒粒径增大为５２ｒｉｍ。样品的饱和磁化强度和剩余磁化强度也随　

热处理温度的升高而增加。　

关键词　钴铁氧体纳米微粒双微乳液磁性能　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　ＣｏＦｅ２　０４　Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｂｙ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｏｎ　

ａｎｄ　Ｔｈｅｉｒ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　

ＦＥＮＧ　Ｇｕａｎｇｆｅｎｇ，ＬＩ　Ｈａｎｓｈｅｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８１）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　ＣｏＦｅ２　０４　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｓｐｉｎｅｌ　ｐｈａｓｅ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ａｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｉｎ　ａ　ｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｏｎ　ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ＴｒｉｔｏｎＸ－１００，ｎ－ｐｅｎｔａｎｏＩ，ｎ－ｈｅｘａｎｅ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ．Ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ＴＧ—ＤＳＣ，ＦＴＩＲ，ＴＥＭ，ＸＲＤ　ａｎｄ　ＶＳＭ，ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅ—　ｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ＣｏＦｅ，０４　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ａｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｄｏｕｂｌｅ　ｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ａｎｄ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｏｎ　ｉＳ　ｃａｌｃｉｎｅｄ　ａｔ　３００℃，ＣｏＦｅ２　０４　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　１５　Ｄｉｌｌ　ｃａｎ　ｂｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｖｅｒ—　ａｇｅ　ｓｉｚｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｔｏ　５２ｎｍ　ａｓ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｉｓｅｓ　ｔｏ　７００℃．Ｔｈｅ　ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ　ｍａｇｎｅｔｉｚａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｒｅｍａｎｅｎｔ　ｍａｇｎｅｔｉｚａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ａｌｓｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ａｓ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｇｏｅｓ　ｕｐ．　

中文摘要

本文是围绕着磁流体的制备来进行研究的，并根据磁流体的组成将其制备

流程分为以下三大环节：纳米级磁性粉体颗粒（粒径在１０ｒｉｍ左右）的制备；磁性粉体颗粒的表面处理；磁流体的制备。

首先，是小粒径的磁性粉体颗粒的制备。根据大量试验探索，本文找到制备小粒径（～１０ｒｉｍ）磁性粉体材料的较好方法——低温相转化法。并通过对

反应中升温顺序的控制，发现用先升温法在制备１０ｒｉｍ左右的小粒径磁性颗粒

材料方面较具有优越性，并用这种方法相继制得了一系列纳米尖晶石型磁性粉

体材料。另外还通过在制各样品的过程中掺杂ｚｎ：＋，使Ｚｎ２＋进入所制备的尖晶石型样品的四面体间隙内，并通过尖晶石结构中离子间的超交换作用，可以使

所制样品的磁性能得到很大的提高，从而优选出可以用来制备磁流体的纳米磁

性粉体样品。

其次，是用油酸对适合用来制备磁流体的磁性粉体颗粒进行表面处理，以降低粒子的表面能，从而可防止因两个磁性粒子互相接近而引起颗粒在载液中

聚凝和沉降。并用紫外光谱仪对磁性粉体颗粒表面改性效果进行定量评估，探

讨了ｐＨ值、温度、时间以及复合表面活性剂对颗粒表面包覆效果的影响，从而确定了磁性粉体颗粒表面改性效果的最佳条件。最后，是把表面改性效果最佳的磁性粉体颗粒通过过渡液均匀分散于载液

中而制得磁流体。试验中采用ＤＯＰ作载液，这是因为ＤＯＰ的凝固点为．５０℃，沸点为３８４℃，用其作载液不仅能耐一定的低温，而且也能耐高温，具有很宽

的温度适用范围。文中探讨了过渡液、温度对制备磁流体稳定性的影响以及固液比与粘度的关系。试验表明，在制各磁流体时，温度不宜太高，否则会影响

制各的磁流体的稳定性；并且磁流体的粘度随其所包含磁性颗粒量的增加而增

大。本文对磁流体制备过程中的各个环节进行了较为详尽的研究，并进行了相应的表征、分析，取得了一些极为有价值的数据，尤其是在纳米磁性粉体颗粒

的制备及其表面处理效果的评估方面作了很有意义的探索。

关键词：尖晶石

超顺磁性纳米粒子低温相转化法

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制备磁性纳米材料的研究进展

作者：于秋 吕玉萍 韩树江

来源：《科技创新与应用》2013年第26期

摘要：文章介绍了国内外磁性纳米粒子的研究近况。制备磁性纳米材料的方法大致可分为两类，物理法和化学法，分别介绍了球磨法、溅射法、共沉降法、辐射合成法、液相沉积法、热液法制备磁性纳米材料的研究进展，并比较各种方法的优缺点。

关键词：纳米材料；磁性；制备

1 引言

纳米科技发展于20世纪九十年代，人们研究发现，当材料尺寸缩小到纳米级别时，材料的许多宏观性能发生很大改变。具有很多特殊性质，如：表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等[1，2]在纳米材料研究领域中，磁性材料的研究受到诸多学者的关注，由于磁性的存在，纳米粒子的一般性质在磁性纳米粒子上有特殊的表现形式，主要表现在超顺磁性、高矫顽力和磁化率等方面，使磁性纳米材料在许多行业得到了广泛应用并具有巨大的应用前景。

2 制备磁性纳米粒子的物理方法

磁性纳米粒子合成的关键是防止纳米粒子团聚，如果团聚现象出现，会导致材料粒径不处于纳米级别，从而导致失去超顺磁性。常用制备纳米磁性材料的方法大致可分为两类，物理法和化学法，物理方法有球磨法、溅射法等，化学方法有共沉降法、辐射合成法、液相沉积法、热液法等[3，4]。

2.1 球磨法

高能球磨法有成果机械合金化法，是目前最为普遍的制备纳米材料的方法，相较于其他制备方法，高能球磨法具有低成本，设备简单、适合于大规模生产等诸多优点。它的基本原理是在干燥的容器内，通过反复的机械研磨来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化，使晶粒不断细化，最终达到纳米尺寸，从而得到新材料。但它的缺点是制备的纳米粒子易团聚，使粒径增加，也易混入杂质。

刘琪等采用高能球磨法制备片状羰基铁，通过研磨速度和时间的研究发现，增加研磨时间和降低研磨速度均可有效改善电磁性能。在转速为250r/min，研磨16h时铁粉出现片状化结构，以其制备的复合材料当厚度为1.5mm时，其反射率小于-10dB的带宽为7.5GHz，最低反射率损耗为-29dB；张柯等采用机械球磨方法制备Fe-C单相固溶体纳米晶粉体材料，球磨时间大于85h后，颗粒和晶粒尺寸均趋于稳定。Ding以球磨法制备出粒径约为25nm、磁性能优异的CO0.5Fe2.5O4铁氧体。 龙源期刊网