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《先进材料》:高明远小组用火焰燃烧法制备磁

发布时间:2017-12-03 阅读:

  “先进材料”:高铭远团队通过火焰燃烧来制备磁性纳米粒子

  火是一种剧烈的氧化过程,可燃物与光,放热和释放二氧化碳和水等产品。就其性质而言,火是由类似等离子体的物质构成的,因此英国物理学家威廉·克鲁克爵士将其定义为与固体,液体和气体物质不同的第四种状态。可以看出,具有其特殊性能的火用于制备在正常条件下提供的纳米材料不能得到极端的条件。近日,高明远研究组的胶体,界面与化学热力学重点实验室在中国科学院和中国科学院的支持下,利用前驱体燃料制备纳米材料取得了重要的研究进展。制备了一种特殊的结构和形貌的纳米材料,如:g-Fe2O3llSiO2双面球形磁性纳米粒子和六面体g-Fe2O3纳米晶体等,上述发现已发表在近期的Adv.Mater。以Fe 2 O 3·11SiO 2双面球形磁性纳米粒子为例,以甲醇等低沸点试剂为溶剂和燃料,以乙酰丙酮铁和原硅酸四乙酯为前驱体,在甲醇溶液中直接燃烧前体,得到了火焰结构结构g-Fe 2 O 3·11SiO 2双球形磁性纳米粒子,研究结果表明,乙基丙酮酸酯和正硅酸乙酯首先在火焰焰芯中形成固溶体,然后在内焰中进一步形成复合纳米颗粒。随着相分离的发生,最终的火焰部分由SiO2和g-Fe2O3组成,由双面磁性纳米颗粒组成。文献中还没有报道类似的结果,因为在正常条件下,由无机化合物形成的固溶体由于其高熔点和难以通过相分离生成异质结构而不能形成球形双面结构。由于纳米材料的高表面能以及由火焰提供的高达1摄氏度的反应环境,纳米材料的低熔点直接导致形成上述二面球形磁性纳米颗粒。 γ-Fe2O3 具有新型双面结构的SiO2磁性纳米粒子由于其结构特异性而表现出非常独特的性质。首先,二面角粒子具有铁磁性,但由于二氧化硅的存在,铁磁性复合粒子仍具有非常好的胶体稳定性,因此在生物样品的磁分离中具有潜在的应用价值。其次,复合磁性纳米粒子通过在SiO 2侧上通过选择性疏水改性获得的纳米粒子等双面结构体现界面活性,可以形成非对称改性,借助于超声波可以形成磁性囊泡,并且在气/液界面最后,利用SiO2可以对氢氟酸进行蚀刻性能,γ-Fe2O3的双面结构 SiO2磁性纳米粒子可以作为制备具有γ-Fe2O3核心的中空磁性胶囊的牺牲模板。

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