由水鐵礦前驅(qū)體制備磁性納米微粒與水-甘油基磁性液體的制備及特性研究.pdf

1、對(duì)水鐵礦Fe5O7(OH)·4H2O的化學(xué)誘導(dǎo)相變規(guī)律進(jìn)行了研究。根據(jù)此相變規(guī)律可制備γ-Fe2O3-α-FeO(OH)二元納米微粒體系和單元γ-Fe2O3納米微粒體系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，低結(jié)晶的水鐵礦前驅(qū)體在僅有FeCl2或NaOH的溶液中，沒(méi)有相變發(fā)生，所制備出的產(chǎn)物磁性與前驅(qū)體的接近。當(dāng)處理液為FeCl2/NaOH溶液時(shí)，產(chǎn)物的磁性大大增強(qiáng)且有相變發(fā)生，并且產(chǎn)物的化學(xué)組份、形態(tài)均依賴于FeCl2和NaOH的摩爾比。此相變過(guò)程包括:水鐵

2、礦經(jīng)歷團(tuán)聚生長(zhǎng)并轉(zhuǎn)變?yōu)棣?FeO(OH)相，再轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe2O3相。當(dāng)FeCl2的濃度為0.1 mol/L，并且FeCl2與NaOH的摩爾比為0.4時(shí)，γ-Fe2O3微粒形態(tài)是片狀;FeCl2與NaOH的摩爾比為0.6時(shí)，γ-Fe2O3微粒形態(tài)是球狀。片狀微粒中Fe的含量比球狀微粒中Fe的含量低，但它們的磁化強(qiáng)度近似相等，并且片狀微粒的矯頑力更大些。由表面效應(yīng)解釋了形態(tài)和磁化強(qiáng)度的差異，而矯頑力的差異可歸因于形狀的影響。
　　采

3、用化學(xué)誘導(dǎo)相變法制備了γ-Fe2O3/Ni2O3復(fù)合磁性納米微粒，并用類似自形成離子型磁性液體的制備方法合成了水-甘油基γ-Fe2O3/Ni2O3磁性液體。磁性液體的密度(ρ)和粘度(η)分別用密度瓶和粘度計(jì)(SV-10)來(lái)測(cè)量。用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM，HH-15）對(duì)微粒和磁性液體的σ-H磁化曲線進(jìn)行了測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，磁性液體的約化磁化強(qiáng)度隨著甘油含量的增加而減小。微粒體積分?jǐn)?shù)相同的水-甘油基γ-Fe2O3/Ni2O3磁性液體，由

4、于基液的不同其飽和磁化強(qiáng)度也不同。從與磁性納米微粒的磁化強(qiáng)度吻合程度來(lái)說(shuō)，純水基磁性液體的約化飽和磁化強(qiáng)度比甘油基磁性液體吻合得好。隨著基液中甘油含量的增加，磁性液體的磁化強(qiáng)度逐漸減弱。用磁通閉合的環(huán)狀團(tuán)聚體模型對(duì)這種磁化強(qiáng)度損失進(jìn)行了解釋。這種環(huán)狀團(tuán)聚體存在于零磁場(chǎng)區(qū)域并且在低場(chǎng)和高場(chǎng)下對(duì)磁化強(qiáng)度均沒(méi)有貢獻(xiàn)，以致磁性液體中納米微粒的有效磁性體積分?jǐn)?shù)減少?；褐姓扯鹊脑黾訙p弱了微粒的熱效應(yīng)，同時(shí)環(huán)狀團(tuán)聚體的數(shù)量也相應(yīng)增加，這就使得磁性液

5、體的磁化強(qiáng)度降低。這種約化磁化強(qiáng)度和磁性液體基液粘度間的關(guān)系可稱之為“粘磁效應(yīng)”(viscomagnetic effect)。
　　由強(qiáng)磁性的γ-Fe2O3/Ni2O3復(fù)合磁性納米微粒和弱磁性的水鐵礦(Fe5O7(OH)·4H2O)合成了不同比例水-甘油基二元磁性液體，并對(duì)其進(jìn)行密度、粘度、磁化性質(zhì)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，二元磁性液體的磁化性質(zhì)同單元不同比例水-甘油基γ-Fe2O3/Ni2O3復(fù)合納米微粒磁性液體的磁化性質(zhì)一致，這說(shuō)明