AAO模板的制備和Fe3O4納米復(fù)合材料的研究.pdf

1、納米材料由于其比表面積大，界面態(tài)原子的性能直接影響了整個(gè)材料的性能，從而引入多種新型物理和化學(xué)性能，因此受到物理學(xué)和其它學(xué)科的廣泛關(guān)注。納米材料的合成和性質(zhì)研究是當(dāng)前物理學(xué)研究的重要前沿。
　　本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)部分:
　　1、AAO模板的制備
　　合成納米材料有多種方法，其中模板生長(zhǎng)法獲得的納米材料尺寸控制穩(wěn)定，費(fèi)用較低。特別是陽極氧化鋁(AAO)模板，其具有孔密度高、排列有序、分布均勻、孔徑可控、耐高溫

2、、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械性能好、硬度高、可反復(fù)使用、易清潔、制作技術(shù)成熟、實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單、操作容易、成本較低和污染小等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為了制備一維納米材料的首選方法。AAO模板常與其他合成手段相結(jié)合，能有效生長(zhǎng)一維納米材料。
　　我們采用陽極氧化法制備了AAO模板，并探究了氧化次數(shù)、氧化時(shí)間等因素對(duì)模板的有序度、孔徑、壁厚等性質(zhì)的影響。SEM圖象表明制備所得的AAO模板的孔洞規(guī)則有序、孔徑大小基本一致、孔的形貌趨于一致性，每個(gè)單元趨于正六邊形

3、。XRD分析結(jié)果表明制備所得的AAO膜是由非晶態(tài)的氧化鋁構(gòu)成，而且AAO膜不存在未被完全氧化的鋁基。研究表明，增多氧化次數(shù)可以達(dá)到擴(kuò)孔的目的。通過改變氧化次數(shù)增大孔徑獲得的模板比直接擴(kuò)孔獲得的摸板的孔徑更均勻，且極少出現(xiàn)壞孔。此外，我們?cè)谌窝趸苽渌玫腁AO模板上生長(zhǎng)了CdS納米線，CdS納米線的直徑約為70nm，表明利用AAO模板能很好地制備納米線材料。
　　2、Fe3O4納米顆粒的合成及性質(zhì)研究。
　　四氧化三鐵(F

4、e3O4)是自然存在的強(qiáng)磁性材料，具有很高的矯頑力，當(dāng)其材料尺度減小時(shí)還能保持較好的磁性。Fe3O4納米磁性粒子的量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)使其具有大塊磁性材料沒有的特殊性質(zhì)，例如高矯頑力、超順磁性。
　　本文以FeCl3·6H2O為原料，乙二醇(EG)為溶劑和還原劑，利用水熱法制備了Fe3O4納米顆粒。利用MDI-Jade對(duì)XRD數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合所得數(shù)據(jù)顯示制備所得Fe3O4晶粒尺寸較均勻，其平均尺寸約為20 nm。VSM研究表明本次制

5、備的樣品呈亞鐵磁性。本文還研究了反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)其形貌的影響。XRD表明在190℃、反應(yīng)時(shí)間為18h時(shí)Fe3O4晶粒尺寸最小，且結(jié)晶良好，沒有其他雜相。
　　3、Fe3O4-CdS復(fù)合納米材料的制備及性能研究。
　　本論文以Fe3O4納米顆粒為核心，在其表面生長(zhǎng)具有熒光性的CdS納米材料，合成具有磁性和熒光雙重性質(zhì)的Fe3O4-CdS目標(biāo)材料。以Fe3O4納米顆粒為內(nèi)核，在油酸分散劑中，合成了CdS包覆Fe3O4的納米復(fù)