磁性纳米纤维的制备及表征开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

近十多年来, 一维磁性纳米结构材料如纳米纤维、纳米线、纳米管和纳米带等由于具有不同于相应纳米颗粒和体材的独特磁性和在基础研究以及高技术领域的重要价值而备受关注, 被认为是构筑未来新型电、磁等功能材料与器件的重要组元。纳米级磁性铁氧体材料由于其独特的磁性和电学性质以及化学稳定性而引起了很多关注。这些特性不仅从基本方面,例如阻塞行为、纳米尺度限制和纳米磁性,而且对于它们的潜在应用,如高密度数据存储、自旋电子、生物分离、磁共振成像和磁引导药物输送系统,都具有重要意义。相比于磁性颗粒以及磁性块体材料,磁性纳米纤维所具有大的比表面积、纤维形状各向异性以及其本身特有的磁晶各向异性,使得磁性纳米纤维的研究已经引起了研究者的高度关注。

cofe204具有尖晶石型晶体结构,在可见光区具有较大的磁光偏转角、稳定的化学性质、温和的饱和磁化场以及较大的矫顽力等优良特性。由于尖晶石型cfo在室温下矫顽力、磁滞伸缩系数高,饱和磁化强度适中,居里温度较高,化学性质稳定,并且具有磁各向异性的特点,因此被广泛的应用于高密度信息存储器、磁光记录材料、磁流体、微波的吸波材料和传感器等。特别的,由于其具有高的饱和磁化强度和磁各向异性,cofe204有望应用于磁共振成像、磁热疗等医学领域特别是纳米尺寸的cofe204材料由于其高比面积和小尺寸效应受到了科研人员的广泛关注。

其制备方法有水热法、模版法、自组状法及静电纺丝法等。其中静电纺丝法是一种简单、成本低廉、可控性强,且能够快速制备超长连续纳米纤维的方法。静电纺丝是一种利用电荷从液体中提取非常细的纤的过程。由于静电纺丝制备的纤维具有良好的取向性,大的比表面积,大的纵横比和尺寸稳定性,从而静电纺丝成为制备纳米纤维独特的方法。静电纺丝与加热处理相结合已被广泛采用于各种1d纳米材料。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:通过静电纺丝以及热处理高温煅烧相结合的方法来制备cofe2o4磁性纳米纤维。

材料表征:采用sem分析磁性纳米纤维的形貌,通过xrd和roman等表征手段对其形貌结构及元素构成进行分析,分析磁性纳米纤维的结构,通过vsm测试其磁滞回线,研究其磁性能。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅文献,确定具体实验路线,准备实验原料以及仪器和设备,确定实验方案;

第4-9周: 通过静电纺丝法制备磁性纳米纤维,并探索最佳的纺丝工艺,制备出稳定且尺寸合适的纳米纤维。

第10-12周:采用sem分析磁性纳米纤维的形貌,通过xrd和roman分析磁性纳米纤维的结构,通过vsm测试其磁滞回线,研究其磁性能。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] zhang z.l, fu j.c, li f.s,et al.bafe12o19 single-particle-chain nanofibers: preparation, characterization,formation principle,and magnetization reversal mechanism[j].acs nano,2012,6(3):17-23

[2] cherian c.t,sundaramurthy j,et al.morphologically robust nife2o4 nanofibers as high capacity li-ion battery anode material[j].acs applied materialsamp;interfaces,2013,5(20):114-119

[3] zhang z.l, fu j.c, li f.s,et al.unique magnetic properties and magnetization reversal process of cofe2o4 nanotubes fabricated by electrospinning[j].nanoscale,2012,4(13):3932–3936

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