磁性Fe3O4-C核殼納米粒子的合成、組裝和應用.pdf

1、中國科學技術大學博士學位論文磁性Fe3O4C核殼納米粒子的合成、組裝和應用姓名：王輝申請學位級別：博士專業(yè)：無機化學指導教師：陳乾旺201106摘要II結構的磁響應光子晶體在外加磁場的用下，可以衍射出覆蓋整個可見光區(qū)域的顏色。磁響應光子晶體的衍射譜數(shù)據(jù)表明，其衍射波長與磁場強度存在反比關系，即磁場越強，衍射波長越短。反之，亦然。同時，磁核表面的碳層提高了磁響應光子晶體的膠體穩(wěn)定性，使其在乙醇溶液中密封保存8個月以后，依然可以衍射出與新鮮

2、的粒子一樣的顏色以及強度。通過控制反應中過氧化氫（0.50ml、1.00ml、1.50ml、2.00ml），可以制備出不同尺寸分布（100nm、150nm、200nm、250nm）的碳包覆超順磁性氧化鐵納米晶體簇。磁響應現(xiàn)象顯示，粒子平均尺寸不同，衍射顏色亦有很大差別。例如：尺寸分布為100nm的粒子只可衍射出藍色，而尺寸分布為250nm的粒子只可衍射出紅色。反射譜的數(shù)據(jù)也證明了粒子的衍射波長與粒子的尺寸存在正比關系。通過分散150nm

3、的粒子到不同的溶劑（蒸餾水、無水乙醇，DMSO、丙酮）之中，我們研究了磁響應光子晶體的溶劑依賴性。結果顯示，溶劑的折射率和極性可以影響磁響應光子晶體的衍射波長和衍射強度。4.以二茂鐵（0.30g）和過氧化氫（1.50ml）為原料，以丙酮（30ml）為溶劑，在180C的反應條件和外加磁場下于反應釜中合成了一種碳包覆的超順磁性納米鏈。通過控制反應溫度，我們可以得到具有不同鏈間距的納米鏈，分別為213nm（180C），186nm（190C）和

4、173nm（200C）。實驗發(fā)現(xiàn)，在外加磁場的誘導下，這些納米鏈可以衍射出鮮艷的單色可見光，包括紅，綠，藍三種顏色。反射譜結果顯示這些納米鏈的衍射波長分別為605nm，526nm和480nm。并且這些納米鏈的衍射波長與外加磁場的強度沒有什么關系，這暗示著它們可以作為磁響應的液體布拉格反射器。除了上述紅綠藍三種顏色的磁響應液體布拉格反射器以外，我們還利用磁場誘導自組裝的方法制備了紫色的磁響應布拉格反射器，其是由鏈間距約為155nm的單分散

5、磁性納米鏈所組成。合成方法如下：首先合成粒子尺寸為150nm的單分散超順磁性膠體納米粒子，然后使用外磁場誘導自組裝的方法，在室溫條件下合成一維納米鏈。這種磁性膠體納米粒子在外磁場下不同時間內(nèi)的衍射照片從宏觀上證實了組裝過程的存在。同時，磁性膠體粒子組裝后的衍射譜從微觀上證實了納米鏈的形成，并且它的衍射波長（404nm）不隨磁場強度的變化而變化。這意味著紫色磁響應液體布拉格反射器的形成。5.以表面帶有負電荷（35.18mV）的碳包覆的超順