基本信息
- 项目名称：
- 多孔纳米晶体ZnFe2O4的制备及其超顺磁性能
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文介绍了前驱体草酸铁锌热分解制备“木头状”多孔纳米晶体ZnFe2O4的制备方法，并利用XRD、TG-DSC、SEM、TEM、HRTEM、XPS、FT-IR表征手段对制备得到的ZnFe2O4超结构进行了表征，通过研究发现ZnFe2O4超结构在室温条件下表现出超顺磁性，有望应用到磁性设备中；同时，这种通用的制备方法可以被用来制备“木头状”多孔CoFe2O4和NiFe2O4纳米晶体。
- 详细介绍：
- 近年来，鉴于过渡金属铁酸盐类化合物在基本物理过程及不同领域的潜在应用，对它们的研究越来越引起人们的兴趣；其中，铁酸锌最受关注，它具有特殊的磁性，电学特性，可用作半导体催化剂以及温室气体的吸收材料，等等。 目前用于合成铁酸锌的方法很多，例如：溶胶-凝胶法，共沉淀法，微乳胶法，脉冲激光溅射法，电沉积法，水热法，燃烧法，超声气穴法。铁酸锌的性能很大程度上取决于反应化学计量比以及它们的微观结构，因此，对于探索新型简单的铁酸锌制备方法很受人们关注。 作为湿化学方法的一种，前驱体法能够很好的制备按计量比的单一过渡金属氧化物，同时它还具有低温，省时的特点；其中草酸铁盐可以作为一种合适的制备铁酸盐的前驱体，虽然当前对于热分解草酸盐制备金属氧化物已经有了较为详细的研究，但是我们还缺少对热分解复杂草酸盐制备多元氧化物的研究。 在超磁性方面，磁性物质一旦移出磁场就不再具有磁性，它们被用于很多方面，例如:磁共振成像，分离和纯化，药物输送，磁致热偶。目前常用的超磁性物质主要是一些一元氧化物，如：氧化铁，氧化钴，氧化镍等。然而，人们对三元氧化物超磁性物质的研究很少。 在此，我们研究出一种利用热分解草酸铁锌前驱体简单合成“木头状”多孔ZnFe2O4纳米晶超结构的方法，并对其磁性进行了研究。而且，这种前驱体制备方法也可以用来合成“木头状”多孔CoFe2O4和NiFe2O4纳米晶体。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 近几年，铁酸盐AFe2O4受到很大的关注，而ZnFe2O4是其中研究的最多的一种物质，因为ZnFe2O4具有电、磁性能，半导体光催化性质等，在不同的领域具有广泛的应用。目前有很多种ZnFe2O4的制备方法，但是我们的制备方法新颖、简单，且制备的ZnFe2O4具有特殊的形貌、结构及超顺磁性能，有望运用于磁性装置中，也可以作为高温脱硫的吸附剂。
科学性、先进性及独特之处
- 本论文具有可靠性、科学性，其中包括ZnFe2O4的XRD、TG-DSC、SEM、TEM、HRTEM、XPS及FT-IR等各种表征结果，实验结论真实可信。突破传统，采用比较新颖、简单的制备方法合成具有超级结构的ZnFe2O4，且这种方法能够扩展到制备CoFe2O4和NiFe2O4纳米晶体。
应用价值和现实意义
- 本论文提供了一种纳米ZnFe2O4合成的新方法，简单、省时、通用，具有很好的工业化前景。本论文对具有特殊结构的ZnFe2O4进行了详细的讨论，制备的ZnFe2O4具有超顺磁性能，有望运用于磁性装置中，同时ZnFe2O4还可以用来光解水，作为高温脱硫的吸附材料等。
学术论文摘要
- 用热分解法煅烧草酸铁锌前驱体，可以得到多孔纳米晶体 ZnFe2O4。我们通过XRD、TG-DSC、SEM、TEM、HRTEM、XPS及FT-IR对其进行了表征。这种方法制备的ZnFe2O4具有形似木材的超级结构，在室温下具有超顺磁性能，有望运用于磁性装置中及高温脱硫的吸附剂装置中。而且，这种制备方法也可以用来合成多孔纳米晶体 CoFe2O4和NiFe2O4,其形貌类似ZnFe2O4。
获奖情况
- 2008年7月在美国化学学会期刊J.Phys.Chem.C上发表； 2008年6月“湖北省首届大学生创新科研报告会” 一等奖； 湖北省第七届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛 特等奖。
鉴定结果
参考文献
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同类课题研究水平概述
- 近年来，鉴于过渡金属铁酸盐类化合物在基本物理过程及不同领域的潜在应用，对它们的研究越来越引起人们的兴趣；其中，铁酸锌最受关注，它具有特殊的磁性，电学特性，可用作半导体催化剂以及温室气体的吸收材料等等。 目前用于合成铁酸锌的方法很多，例如：溶胶-凝胶法，共沉淀法，微乳胶法，脉冲激光溅射法，电沉积法，水热法，燃烧法，超声气穴法。铁酸锌的性能很大程度上取决于反应化学计量比以及它们的微观结构，因此，对于探索新型简单的铁酸锌制备方法很受人们关注。 作为湿化学方法的一种，前驱体法能够很好的制备按计量比的单一过渡金属氧化物，同时它还具有低温，省时的特点；其中草酸铁盐可以作为一种合适的制备铁酸盐的前驱体，虽然当前对于热分解草酸盐制备金属氧化物已经有了较为详细的研究，但是我们还缺少对热分解复杂草酸盐制备多元氧化物的研究。 在超磁性方面，磁性物质的一旦移出磁场就不再具有磁性，它们被用于很多方面，例如:磁共振成像，分离和纯化，药物输送，磁致热偶。目前常用的超磁性物质主要是一些一元氧化物，如：氧化铁，氧化钴，氧化镍等。然而，人们对三元氧化物超磁性物质的研究很少。 在此，我们研究出一种利用热分解草酸铁锌前驱体简单合成“木头状”多孔ZnFe2O4纳米晶超结构的方法，并对其磁性进行了研究。而且，这种前驱体制备方法也可以用来合成“木头状”多孔CoFe2O4和NiFe2O4纳米晶体。
