无机纳米材料的制备及Fe3O4/SiO2复合材料的探讨研究

无机纳米材料的制备及Fe3O4/SiO2复合材料的探讨研究

论文摘要

纳米材料作为纳米科学的一个重要研究发展方向,近年来已经成为材料科学研究的热点,纳米材料是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象之一,也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。本文研究制备了两种目前比较热点的无机纳米材料—二氧化硅和四氧化三铁,通过多种控制手段和方法,可以得到不同粒径的纳米材料,并对二氧化硅和四氧化三铁的复合材料作了初步的研究。本文首先用硅酯水解法制备了纳米二氧化硅粉体。以正硅酸四乙酯、蒸馏水、乙醇、氨水为原料,利用硅酯水解法制备纳米二氧化硅胶体,利用粒度仪(3000HSA)进行粒度的测量,通过一些平行实验,从而摸索出影响纳米二氧化硅粒径的实验条件,制备出不同粒径的二氧化硅粉体。用油酸作为表面活性剂,制备改性无机二氧化硅粒子。在此基础上,本文利用动态光散射法监测了二氧化硅粒径的变化,得出:在反应温度为50℃时,正硅酸乙酯水解缩合过程中,粒径存在明显的先增大后减小过程。其次,用化学共沉淀法制备了纳米四氧化三铁颗粒,选用氨水作为沉淀剂,加入到Fe2+和Fe3+溶液中,制得了磁性四氧化三铁粒子。加入了少量油酸,得到分散良好四氧化三铁颗粒。并通过扫描电镜和XRD谱图进行表征,证明由该法所制得的四氧化三铁粒子成球形,分散良好,色泽黝黑。最后,采用液相共沉淀的方法成功地制备了四氧化三铁/二氧化硅复合材料,并进行了制备和表征,结果表明复合粒子的粒径在15-20nm左右,呈球形且分散均匀。

论文目录

  • 提要
  • 第一章 绪论
  • 1.1 纳米技术与纳米材料
  • 1.2 纳米粒子的性质
  • 1.3 纳米二氧化硅的性质及应用
  • 1.4 纳米二氧化硅的制备方法
  • 1.5 磁性纳米四氧化三铁的性质及应用
  • 1.6 磁性纳米四氧化三铁的制备方法
  • 1.7 本文的研究目的和意义
  • 参考文献
  • 第二章 纳米二氧化硅的制备与表面改性研究
  • 2.1 引言
  • 2'>2.2 硅酯水解法制备纳米 SiO2
  • 2.2.1 实验部分
  • 2.2.1.1 纳米二氧化硅的粒子的合成
  • 2.2.1.2 纳米二氧化硅的粒子的测试与表征
  • 2.2.1.2.1 扫描电子电镜
  • 2.2.1.2.2 二氧化硅粒子的粒度及粒度分布
  • 2.2.1.2.3 二氧化硅粒子的红外谱图
  • 2.2.1.3 二氧化硅颗粒的形成机理探讨
  • 2.2.1.4 反应条件对形成二氧化硅颗粒粒径的影响
  • 2.2.1.4.1 氨水用量对二氧化硅颗粒粒径的影响
  • 2.2.1.4.2 水的用量对二氧化硅颗粒粒径的影响
  • 2.2.1.4.3 氨水加入时间对二氧化硅颗粒粒径的影响
  • 2.2.1.4.4 反应温度对二氧化硅颗粒粒径的影响
  • 2.2.1.4.5 乙醇用量对二氧化硅颗粒粒径的影响
  • 2.2.1.4.6 TEOS 的用量对二氧化硅颗粒粒径的影响
  • 2.2.2 动态光散射法监测纳米二氧化硅制备过程
  • 2.2.2.1 实验仪器和药品
  • 2.2.2.2 实验方法
  • 2.2.2.3 动态光散射监测纳米二氧化硅的粒径数据和图表分析
  • 2.2.2.3.1 动态光散射监测纳米二氧化硅的粒径数据
  • 2.2.2.3.2 动态光散射监测纳米二氧化硅的粒径图表分析
  • 2.2.2.4 粒径变化趋势表
  • 2.2.3 结论
  • 2.3 纳米二氧化硅粒子的表面改性研究
  • 2.3.1 实验部分
  • 2.3.1.1 油酸表面改性二氧化硅粒子
  • 2.3.2 表面改性二氧化硅粒子的表征
  • 2.3.2.1 扫描电子电镜
  • 2.3.2.2 热重分析
  • 2.3.2 结论
  • 2.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第三章 磁性纳米四氧化三铁的制备与表征
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 磁性纳米四氧化三铁粒子的制备
  • 3.2.2 磁性纳米四氧化三铁粒子的表征
  • 3.2.2.1 扫描电子电镜
  • 3O4 的XRD'>3.2.2.2 Fe3O4的XRD
  • 3O4 粒径测量'>3.2.2.3 Fe3O4粒径测量
  • 3O4 的红外图谱'>3.2.2.4 Fe3O4的红外图谱
  • 3.3 本章小结
  • 参考文献
  • 第四章 二氧化硅与四氧化三铁纳米复合材料的合成研究
  • 4.1 引言
  • 4.1.1 磁性复合粒子
  • 3O4/SiO2 复合粒子'>4.1.2 磁性纳米Fe3O4/SiO2复合粒子
  • 4.1.3 磁性纳米粒子的制备方法
  • 4.1.4 磁性复合粒子的应用
  • 3O4/SiO2 磁性复合粒子的制备'>4.2 Fe3O4/SiO2磁性复合粒子的制备
  • 3O4/SiO2磁性复合粒子的表征'>4.3 Fe3O4/SiO2磁性复合粒子的表征
  • 4.3.1 透射电镜
  • 4.3.2 扫描电子电镜
  • 3O4/SiO2复合粒子的X射线衍射(XRD)分析'>4.3.3 Fe3O4/SiO2复合粒子的X射线衍射(XRD)分析
  • 3O4/SiO2复合粒子的红外光谱(IR)分析'>4.3.4 Fe3O4/SiO2复合粒子的红外光谱(IR)分析
  • 4.4 小结
  • 参考文献
  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 致谢
  • 相关论文文献

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