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基本信息

項(xiàng)目名稱：
多孔納米晶體ZnFe2O4的制備及其超順磁性能
小類：
能源化工
簡介：
本文介紹了前驅(qū)體草酸鐵鋅熱分解制備“木頭狀”多孔納米晶體ZnFe2O4的制備方法，并利用XRD、TG-DSC、SEM、TEM、HRTEM、XPS、FT-IR表征手段對制備得到的ZnFe2O4超結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，通過研究發(fā)現(xiàn)ZnFe2O4超結(jié)構(gòu)在室溫條件下表現(xiàn)出超順磁性，有望應(yīng)用到磁性設(shè)備中；同時(shí)，這種通用的制備方法可以被用來制備“木頭狀”多孔CoFe2O4和NiFe2O4納米晶體。
詳細(xì)介紹：
近年來，鑒于過渡金屬鐵酸鹽類化合物在基本物理過程及不同領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，對它們的研究越來越引起人們的興趣；其中，鐵酸鋅最受關(guān)注，它具有特殊的磁性，電學(xué)特性，可用作半導(dǎo)體催化劑以及溫室氣體的吸收材料，等等。 目前用于合成鐵酸鋅的方法很多，例如：溶膠-凝膠法，共沉淀法，微乳膠法，脈沖激光濺射法，電沉積法，水熱法，燃燒法，超聲氣穴法。鐵酸鋅的性能很大程度上取決于反應(yīng)化學(xué)計(jì)量比以及它們的微觀結(jié)構(gòu)，因此，對于探索新型簡單的鐵酸鋅制備方法很受人們關(guān)注。 作為濕化學(xué)方法的一種，前驅(qū)體法能夠很好的制備按計(jì)量比的單一過渡金屬氧化物，同時(shí)它還具有低溫，省時(shí)的特點(diǎn)；其中草酸鐵鹽可以作為一種合適的制備鐵酸鹽的前驅(qū)體，雖然當(dāng)前對于熱分解草酸鹽制備金屬氧化物已經(jīng)有了較為詳細(xì)的研究，但是我們還缺少對熱分解復(fù)雜草酸鹽制備多元氧化物的研究。 在超磁性方面，磁性物質(zhì)一旦移出磁場就不再具有磁性，它們被用于很多方面，例如:磁共振成像，分離和純化，藥物輸送，磁致熱偶。目前常用的超磁性物質(zhì)主要是一些一元氧化物，如：氧化鐵，氧化鈷，氧化鎳等。然而，人們對三元氧化物超磁性物質(zhì)的研究很少。 在此，我們研究出一種利用熱分解草酸鐵鋅前驅(qū)體簡單合成“木頭狀”多孔ZnFe2O4納米晶超結(jié)構(gòu)的方法，并對其磁性進(jìn)行了研究。而且，這種前驅(qū)體制備方法也可以用來合成“木頭狀”多孔CoFe2O4和NiFe2O4納米晶體。

作品圖片

  • 多孔納米晶體ZnFe2O4的制備及其超順磁性能
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  • 多孔納米晶體ZnFe2O4的制備及其超順磁性能
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作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

近幾年，鐵酸鹽AFe2O4受到很大的關(guān)注，而ZnFe2O4是其中研究的最多的一種物質(zhì)，因?yàn)閆nFe2O4具有電、磁性能，半導(dǎo)體光催化性質(zhì)等，在不同的領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。目前有很多種ZnFe2O4的制備方法，但是我們的制備方法新穎、簡單，且制備的ZnFe2O4具有特殊的形貌、結(jié)構(gòu)及超順磁性能，有望運(yùn)用于磁性裝置中，也可以作為高溫脫硫的吸附劑。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本論文具有可靠性、科學(xué)性，其中包括ZnFe2O4的XRD、TG-DSC、SEM、TEM、HRTEM、XPS及FT-IR等各種表征結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)論真實(shí)可信。突破傳統(tǒng)，采用比較新穎、簡單的制備方法合成具有超級(jí)結(jié)構(gòu)的ZnFe2O4，且這種方法能夠擴(kuò)展到制備CoFe2O4和NiFe2O4納米晶體。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本論文提供了一種納米ZnFe2O4合成的新方法，簡單、省時(shí)、通用，具有很好的工業(yè)化前景。本論文對具有特殊結(jié)構(gòu)的ZnFe2O4進(jìn)行了詳細(xì)的討論，制備的ZnFe2O4具有超順磁性能，有望運(yùn)用于磁性裝置中，同時(shí)ZnFe2O4還可以用來光解水，作為高溫脫硫的吸附材料等。

學(xué)術(shù)論文摘要

用熱分解法煅燒草酸鐵鋅前驅(qū)體，可以得到多孔納米晶體 ZnFe2O4。我們通過XRD、TG-DSC、SEM、TEM、HRTEM、XPS及FT-IR對其進(jìn)行了表征。這種方法制備的ZnFe2O4具有形似木材的超級(jí)結(jié)構(gòu)，在室溫下具有超順磁性能，有望運(yùn)用于磁性裝置中及高溫脫硫的吸附劑裝置中。而且，這種制備方法也可以用來合成多孔納米晶體 CoFe2O4和NiFe2O4,其形貌類似ZnFe2O4。

獲獎(jiǎng)情況

2008年7月在美國化學(xué)學(xué)會(huì)期刊J.Phys.Chem.C上發(fā)表； 2008年6月“湖北省首屆大學(xué)生創(chuàng)新科研報(bào)告會(huì)” 一等獎(jiǎng)； 湖北省第七屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽 特等獎(jiǎng)。

鑒定結(jié)果

參考文獻(xiàn)

(1)Selvan, R. K.; Krishnan, V.; Augustin, C. O.; Bertagnolli, H.; Kim, C. S.; Gedanken, A. Chem. Mater. 2008, 20, 429. (2)Gao, F.; Chen, X. Y.; Yin, K. B.; Dong, S.; Ren, Z. F.; Yuan, F. ; Yu, T.; Zou, Z. G.; Liu. J. M. Adv. Mater. 2007, 19, 2889. (3)Mathur, S.; Veith, M.; Ruegamer, T.; Hemmer, E.; Shen, H. Chem. Mater. 2004, 16, 1304. (4)Sharma, Y.; Sharma, N.; Rao, G. V. S.; Chowdari, B. V. R. Electrochim. Acta 2008, 53, 2380. (5)Li, F. S.; Wang, H. B.; Wang, L.; Wang, J. B. J. Magn. Magn. Mater. 2007, 309, 295. (6)Grasset, F.; Labhsetwar, N.; Li, D.; Park, D. C.; Saito, N.; Haneda, H.; Cador, O.; Roisnel, T.; Mornet, S.; Duguet, E.; Portier, J.; Etourneau, J. Langmuir 2002, 18, 8209. (7)Hochepied, J. F.; Bonville, P.; Pileni, M. P. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 905. (8)Roy, M. K.; Verma, H. C. J. Magn. Magn. Mater. 2006, 306, 98.

同類課題研究水平概述

近年來，鑒于過渡金屬鐵酸鹽類化合物在基本物理過程及不同領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，對它們的研究越來越引起人們的興趣；其中，鐵酸鋅最受關(guān)注，它具有特殊的磁性，電學(xué)特性，可用作半導(dǎo)體催化劑以及溫室氣體的吸收材料等等。 目前用于合成鐵酸鋅的方法很多，例如：溶膠-凝膠法，共沉淀法，微乳膠法，脈沖激光濺射法，電沉積法，水熱法，燃燒法，超聲氣穴法。鐵酸鋅的性能很大程度上取決于反應(yīng)化學(xué)計(jì)量比以及它們的微觀結(jié)構(gòu)，因此，對于探索新型簡單的鐵酸鋅制備方法很受人們關(guān)注。 作為濕化學(xué)方法的一種，前驅(qū)體法能夠很好的制備按計(jì)量比的單一過渡金屬氧化物，同時(shí)它還具有低溫，省時(shí)的特點(diǎn)；其中草酸鐵鹽可以作為一種合適的制備鐵酸鹽的前驅(qū)體，雖然當(dāng)前對于熱分解草酸鹽制備金屬氧化物已經(jīng)有了較為詳細(xì)的研究，但是我們還缺少對熱分解復(fù)雜草酸鹽制備多元氧化物的研究。 在超磁性方面，磁性物質(zhì)的一旦移出磁場就不再具有磁性，它們被用于很多方面，例如:磁共振成像，分離和純化，藥物輸送，磁致熱偶。目前常用的超磁性物質(zhì)主要是一些一元氧化物，如：氧化鐵，氧化鈷，氧化鎳等。然而，人們對三元氧化物超磁性物質(zhì)的研究很少。 在此，我們研究出一種利用熱分解草酸鐵鋅前驅(qū)體簡單合成“木頭狀”多孔ZnFe2O4納米晶超結(jié)構(gòu)的方法，并對其磁性進(jìn)行了研究。而且，這種前驅(qū)體制備方法也可以用來合成“木頭狀”多孔CoFe2O4和NiFe2O4納米晶體。
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