磁性纳米材料的制备及应用

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1、磁性纳米材料的制备及应用晏小康,20121003494(中国地质大学，武汉，430074)摘要：磁性纳米材料，由于其独特的磁学性能、小尺寸效应，有着广泛的应用。本文梳理了磁性纳米材料的化学合成方法。概述了磁性纳米材料在军事、癌症诊疗和分离当中的应用。关键词：磁性纳米合成应用PreparationandapplicationofmagneticnanomaterialsYanXiaokang,20121003494(ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan,430074)Abstract:magneticnanomaterials,duetotheirunique

2、magneticproperties,smallsizeeffect,hasbeenwidelyused.Thispaperreviewsthechemicalsynthesisofmagneticnanomatcrials.Anoverviewofthemagneticnano・matcrialsusedinmilitary,cancertreatmentandseparationamong.Keywords:magnetic,nano-composite,applications1.前言物质磁性的研究是固体物理的一个古老而重要的领域，也是工业应用方面广泛研究的课题。近儿十年纳米科技的发

3、展给传统的磁性产业带来了跨越式发展的重大机遇和挑战，它使古老的磁学变得年轻活跃，展示出广阔的应用前景，使得这一领域成为冃前国际上最引人注目和最具活力的研究领域之一。磁性纳米材料的研究代表着当前磁性材料的发展方向。磁性纳米材料及相关技术的发展也将极大地促进传统磁性产业的技术进步和传统产品的性能升级，并由此带动高新技术产业的发展。目前在这方面国内外己经做了大量研究工，并収得了较快的进展。磁性材料作为材料中极其重要的一部分，与纳米科技的发展紧密结合，成为纳米材料学中不可或缺的一部分。磁性纳米材料的发现使材料的磁性能发生了质的飞跃，它能使软磁材料的磁性能达到一个较高的水平。研究表明，当材料的尺寸进

4、人纳米尺度后，所得磁性纳米材料将呈现出一些奇异的物理现象，如：矫顽力的变化、超顺磁性、居里温度下降等。正因为以上这些奇特的物理性质，磁性纳米颗粒作为纳米材料的重要组成部分，目前已成为化学、材料、信息、生物等领域的一个研允热点。纳米粒子，因其原生粒子尺寸小、比表而积大、表面原子数多、表面能和表面张力大,而具有量子尺寸效应、体积效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，呈现出许多不同于常规固体的特异性能，特别是催化活性，在坏境、能源、材料、化学、制药、军事等领域展示了广阔的应用前景―。因此纳米材料在催化领域的应用成为人们关注的焦点之一⑵。许多发达国家投人了大量的人和财力开展纳米粒子作为高性能催化剂的

5、研究。本文对磁性纳米材料的特性和制备方法进行了简介，并介绍了纳米材料在不同领域的应用。2.磁性纳米材料的化学合成2・1・共沉淀法共沉淀法，即在多组分溶液中，两种或两种以上阳离子在沉淀剂的作用下同时沉淀出来的过程，是制备各种磁性氧化物纳米颗粒的常用方法。其优点是反应原理简单、设备及原料相对廉价、适合批量生产。并且这种方法合成的纳米颗粒可以直接溶于水屮，不需要后期的表而功能化。共沉淀法合成磁性纳米颗粒最早是由Massart提出的。他们以碱作为沉淀剂，在FeCl2和FeCl3的混合体系中获得了粒径在8nm左右的FesCU纳米颗粒。⑶对于磁性纳米颗粒的合成而言，共沉淀法通常很难获得结晶性很好的单分

6、散胶体，得到的纳米颗粒饱和磁化强度与体相材料相比存在一定差距，限制了其在各个领域的进一步应用。22热分解法该合成方法克服了共沉淀法的不足，合成的纳米材料一般结晶性好，单分散性好。它是利用金属有机配合物亚稳定的特性，在高沸点溶剂中，在表面活性剂的作用下，作为前驱体分解而成。常用的金属有机配合物包括金属乙酰丙酮配合物M（acac）n，（M=Fe、Co、Ni；n=2,3）；金属辣基物，如五辣基铁（Fe（CO）5）.八拨基二钻（C°2（CO）8）等。表面活性剂一般有烷基酸、烷基胺、有机麟化合物等。这种合成方法应用最为广泛的是制备磁性氧化物纳米颗粒，如F^Ozi纳米颗粒。2.3.金属还原法在表面活性

7、剂的稳定下还原金属盐的金属还原法是制备磁性纳米颗粒的另一种常用方法。不同于热分解法使用高温下易分解的金属有机配合物作为前驱体，金属还原方法使用的是相对更稳定的前驱体，如金属氯化物、硝酸盐、醋酸盐、氧化物等，因此需要加入较强的还原剂促使反应进行。常用的还原剂有硼氢化钠（NaBH』、超氢锂、多元醇、水合脐和氢气等。金属还原法可分为水相法和有机相法两类。在水相法中，使用NaBW溶液作为还原剂,此反应是一个均相反应，能提高反应的