磁性纳米Fe_3O_4颗粒的制备及在染料废水处理中的应用

采用化学共沉淀法制备了磁性纳米Fe3O4颗粒,应用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对纳米Fe3O4颗粒的粒径、结构、形貌和磁学性能进行了表征和分析,并对其在染料废水处理中的应用进行了研究。结果表明,化学共沉淀法制备得到的纳米Fe3O4颗粒主要呈球状,平均粒径约为11.7nm,饱和磁化强度、矫顽力和剩余磁化强度分别为67.7emu/g,5.32Gs,1.6emu/g,具有超顺磁性。纳米Fe3O4颗粒能够快速处理含有罗丹明B的染料废水,并与活性炭粉末的处理效果进行了对比。纳米Fe3O4颗粒可从废水中快速分离,并具有良好的重复利用性能。     

NiFe2O4纳米晶的制备和磁性

以FeSO4·7H2O和NiSO4·7H2O为原料,先制备颗粒细小的碱式碳酸盐前驱体,在300～700℃焙烧1h后,制备出铁酸镍纳米晶,粒度均匀,粒径为8～54nm.用非共线磁结构理论解释了铁酸镍纳米晶的比饱和磁化强度σs与比表面积Sa之间的经验关系式σs(Sa)=σs(∞)(1-aSa),得到纳米晶的非共线表面层的厚度.     

纳米晶MnFe2O4的水热法合成及其磁性能

采用水热法制备了软磁材料MnFezO4纳米晶,借助XRD、IR、SEM和VSM对产物进行了表征,着重研究了水热条件如温度和时间等对MnFe2O4纳米晶的形成及其结构和磁性能的影响。结果表明水热温度较低时的产物晶化度和纯度低,表现出较差的磁性能,温度为120℃的产物其饱和磁化强度为15．34emu／g,剩磁比为0．08,矫顽力为8lOe,而在200℃下水热产物饱和磁化强度为51．49emu／g,剩磁比达到0．14,矫顽力为121Oe。     

CeVO_4纳米棒的合成及其磁性能研究

以Na2EDTA为模板导向剂,利用水热法成功合成了单晶CeVO4纳米棒.使用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和超导量子磁强计(SQUID)等对产物的结构和磁学性能进行了表征.结果表明.产物为CeVO4纳米棒,其长度为600nm左右,直径为80nm左右.研究发现,模板剂Na2EDTA和生长溶液的pH值决定着CeVO4纳米晶体的形貌与生长机制.进一步对CeVO4纳米棒的磁性进行研究,表明在低温下,由于受到CeVO4纳米晶体的尺寸效应和Ce离子4f电子的影响,CeVO4纳米晶体表现出明显的超顺磁性,而强烈的一维各向异性和Eu3+掺杂则显著提高了CeVO4纳米棒的磁性能.     

机械合金化纳米晶合金Ni50Bi50的结构和磁性

研究了Ｎｉ５０Ｂｉ５混合粉末在机械合金化过程中结构和磁性的变化。Ｘ射线衍射、差示扫描量热分析和比饱和磁化强度的测量结果表明：混合粉末的晶粒尺寸随球磨时间的增加而减小。球磨２００ｈ时，样品的晶粒尺寸为１５ｎｍ。机械合金化可以提高Ｂｉ在Ｎｉ中的固溶渡。     

Fe3O4纳米粒子的制备与超顺磁性

采用红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜和振动样品磁强计对用化学共沉淀法制备出的纳米Fe3O4粒子进行了形貌、结构及磁性能表征.其中,红外和XRD测试结果表明制备出的Fe3O4粒子的物态和晶相结构;透射电子显微镜照片表明制备出的纳米四氧化三铁成球性好,且大部分四氧化三铁粒子的粒径在10nm左右;磁化曲线表明制备出的Fe3O4粒子无剩磁和矫顽力,具有超顺磁性.并且,将制备出的纳米Fe3O4粒子和块状Fe3O4的磁性能进行对比,探讨了Fe3O4由块状的亚铁磁性向纳米级的超顺磁性转变的原因.     

Fe_3O_4/BSA纳米磁性复合颗粒的磁响应性能

利用化学液相共沉淀法制备出不同尺寸、具有超顺磁性的纳米磁性Fe3O4/BSA颗粒,经分散后包覆蛋白使其具备良好的生物兼容性,该颗粒可长期、稳定地分散在溶液中。在外加交变磁场(414kA/m,50Hz)下纪录不同颗粒的浊度变化率,并利用光透射性可即时测得介质中浑浊程度与时间的关系,结合浊度-浓度拟合曲线,计算出在外加磁场作用下,磁性纳米复合颗粒对外加磁场的响应程度,半定量计算出相同时间下不同尺寸的微粒吸附在管壁上的质量百分比。结果显示,稳定在介质中的纳米磁性颗粒在外加磁场后,磁响应性随颗粒尺寸增大而增大,颗粒大小分别为10、108和210nm,所对应的磁响应性分别为6%、10%和12%;在外加磁场30s后,该磁性纳米复合颗粒在管壁附着的质量百分比分别为39.9%、70.4%及86.7%。     

NiFe2O4纳米晶的制备及表面效应对其比饱和磁化强度的影响

以FeSO4*7H2O和NiSO4*7H2O为原料,首先制备出颗粒细小的碱式碳酸盐前驱体,在300～700℃焙烧1h后,制备出铁酸镍纳米晶,粒径为8～54nm,粒度均匀。通过测量它的比饱和磁化强度σs与比表面积Sa,得出经验公式σs(Sa)=σs(∞)(1-aSa),运用非共线磁结构理论很好地解释了上述经验公式,并得到纳米晶的非共线表面层的厚度。,A basic carbonate precursor with very fine particles was synthesied by using FeSO4*7H2O and NiSO4*7H2O, and NiFe2O4 nanocrystallites were then obtained by calcining the precursor. The results of XRD and TEM analysis show the NiFe2O4 nanocrystallites with spherical shape are even, and their average diameters increase from 8nm to 54nm when the precursor is calcined at 300—700℃ for 1h. Their specific saturation magnetization σs and specific surface area Sa were measured. A empirical formula σs(Sa)=σs(∞)(1-aSa)was obtained which can be interpreted very well by a noncollinear magnetic structure model, and the value of the canted-layer thickness was deduced.     

酸碱度对纳米Fe_3O_4磁性流体性能的影响

采用化学共沉淀法制备纳米Fe3O4磁性颗粒,并用油酸钠对其进行包覆改性,以煤油为基液制备出煤油基Fe3O4磁流体。对比分析了pH值=5和10.5条件下油酸钠包覆的Fe3O4磁性颗粒的性能差异,得出油酸钠在pH值=5时可以更好地包覆在Fe3O4磁性颗粒表面,其饱和磁化强度为58.0A·m2/kg,在此基础上制备出的磁流体的饱和磁化强度为20.2A·m2/kg,并且Fe3O4磁性颗粒分散较均匀。而油酸钠在pH值=10.5时包覆的Fe3O4磁性颗粒,其饱和磁化强度虽然高一些(67.8A·m2/kg),但制备出的磁流体稳定性较差,出现较为明显的沉降现象。     

Fe_3O_4/斜发沸石磁性复合材料的制备及其性能

采用化学共沉淀法制备Fe₃O₄磁流体,再与斜发沸石复合制备一系列不同Fe₃O₄载量的磁性斜发沸石,并进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)等表征分析,测定了其磁分离回收率及Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺的饱和交换吸附量.结果表明,Fe₃O₄微粒赋存于斜发沸石表面或相互聚集,磁性斜发沸石磁稳定性好,并具有良好的超顺磁性,其对Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺的交换吸附性能与其所含斜发沸石相当,但随Fe₃O₄载量增加而降低.Fe₃O₄载量为25wt%时,其饱和磁化强度Ms、剩余磁化强度Mr分别为14.787和0.398A·m2/kg,磁分离回收率为94.6%,Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺的饱和交换吸附量分别为12.3、12.0和23.4mg/g.磁性斜发沸石经磁分离回收并放置于空气中100d后仍保持良好的超顺磁性和较高的磁分离回收率.     

强磁性Ni掺杂Fe3O4纳米磁粉的研制

用化学共沉淀法制备了强磁性的Ni掺杂Fe3O4纳米磁粉。采用X射线衍射仪、电感耦合等离子发射光谱仪、傅立叶红外-拉曼光谱仪、透射电子显微镜、振动样品磁强计对掺杂Fe3O4纳米粒子进行了物相结构和磁性能表征。结果表明，掺杂Fe3O4磁粉的粒径在20nm左右，其比饱和磁化强度（σs）可达114emu／g，大大超过了一般Fe3O4纳米磁粉的比饱和磁化强度（σs），并进一步分析了掺杂Fe3O4纳米粒子的磁性能有较大提高的原因。     

全致密镝纳米晶块体材料的制备及其结构和磁性研究

采用放电等离子烧结技术制备了全致密镝纳米晶块体材料,研究晶粒尺寸对其结构和磁性的影响。显微组织分析发现,在573K和773K的烧结条件下,材料的平均晶粒尺寸分别为10nm和100nm左右,晶体结构分析发现,镝纳米晶块体是与原始粗晶镝一样的密排六方结构晶体,磁性能测试结果表明,随着平均晶粒尺寸的下降,样品的奈尔温度（T_N）逐渐降低,而居里温度（T_C）则先降低后升高,在5K温度和9T磁场下,平均晶粒尺寸10nm的镝块体材料比粗晶镝的磁化强度降低了3.35%,矫顽力则增加了3倍。     

Ni/PS核壳结构纳米复合微球的制备及磁性能

采用乳液聚合法制备了纳米级聚苯乙烯微球,利用化学沉积法在微球表面镀镍,制备出了具有磁性的金属/高分子(Ni/PS)纳米复合微球。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和能量色散谱仪(EDS)分别对镀镍前后纳米微球的形貌结构、相组成、化学成分进行表征分析,用振动样品磁强计(VSM)测试了不同制备工艺条件下复合微球的磁学性能。结果表明,活化工艺、还原剂浓度、镀液pH值和温度对镀后复合微球的磁性能有显著影响。根据磁性能结果,优化工艺参数,制备了具有规则球形、单分散性好、粒径约为100nm、镀层完整、均匀的磁性Ni/PS核壳结构纳米复合微球,并获得最大的饱和磁化强度Ms=8.8764emu/g。     

低温烧结工艺对Bi-CVG铁氧体微结构及磁性能的影响

以氧化物Y2O3、Fe2O3、Bi2O3、V2O5、CaCO3为原料,采用固相反应法制备了Y1.05Bi0.75Ca1.2Fe4.4V0.6O12(Bi-CVG)铁氧体材料。通过XRD、SEM和MATS等方法考察了不同烧结温度、保温时间对产物体积密度、晶体结构、形貌和磁性能的影响。结果表明,选择适当的保温时间可以有效提高铁氧体的密度;烧结温度对相稳定性和磁性能影响显著。当烧结条件为1100℃与6h时,所制备的Bi-CVG样品属于体心立方晶系,且粒度大小分布比较均匀,结构致密。该样品磁性能良好,平均晶粒尺寸约为2μm,密度为5.20g/cm3;主要磁特性为剩磁Br=24.57mT,矫顽力Hc=764.4A/m,饱和磁化强度4πMs=343.2×10-4T。     

Synthesis and Magnetic Properties of Fe3O4 Nanoparticles

Magnetic Fe₃O₄ nanoparticles with size below 10 nm have been prepared by the aqueous phase coprecipitation method. The Fe₃O₄ nanoparticles show typical superparamagnetism. Comparison is made between the dispersed sample and the powder sample, and the results are discussed.     

几种新型铁基纳米晶软磁合金的磁性能

用较便宜的元素Mo、W、V和Cr部分或全部代替较昂贵的Nb,我们发展了一些新的铁基纳米晶软磁合金,它们仍象Fe-Cu-Nb-Si-B纳米晶合金那样具有优良的综合软磁性能。本文扼要地报道新开发的5种铁基纳米晶合金的直流和交流磁性能,并与已报道的Fe-Cu-Nb-Si-B合金和功率Mn-Zn铁氧体H_(74)的性能做了比较。特别是新发展的Fe-Cu-Cr-V-Si-B合金的高频铁损已达到P_(2/100k)=171kW/m~3,P_(2/100k)=395kW/m~3和P_(2/200k)=579kW/m~3的水平,这明显优于Fe-Cu-Nb-Si-B的水平。     

Properties,Benefits, and Application of Nanocrystalline Structures in Magnetic Materials

The magnetic properties of nanocrystalline hard magnetic and soft magnetic are summarized. When the grain size becomes of the order f the magnetic exchange length exchange coupling occurs. The different concepts of exchange coupling in these materials are discussed. Exchange coupling leads in isotropic hard magnetic materials to a remanence enhancement. Soft magnetic materials exhibit due to exchange coupling a lower coercivity, lower losses and consequently also improved properties.     

纳米晶软磁材料的发展、磁特性及展望

本文首先回顾了纳米晶软磁材料的发展过程。对其合金化、磁性能特别是制备工艺作了较详细的介绍，分析了优异软磁性能的起因，最后对纳米晶软磁材料的发展趋势作了展望。