铁磁性纳米颗粒碳纳米管外包覆的制备进展.pdf

科技展望 2015/17
铁磁性纳米颗粒/ 碳纳米管外包覆的制备进展
苏保华 1 陈宏业 1 张兰 1 马会中 1 王超慧 1 夏天 2
(1. 郑州大学力学与工程科学学院,河南郑州 450001 ;2. 郑州大学信息工程学院,河南郑州 450001)
【摘要】本文阐述了利用包覆工艺制备铁磁性纳米颗粒/ 碳纳米形成铁磁性碳纳米管复合材料。Correa-Duarte Ts 表面
管复合物的方法,即两步法制备, 第一步为碳纳米管的修饰处理, 包覆一层苯乙稀磺酸钠(PSS),PSS 是一种阴离子聚合物,在静
第二步为铁磁性纳米颗粒的包覆;对国内外典型的制备方法及优缺电力作用下继续吸附一层聚二丙稀基二甲基氯化铵(PDDA)(一
点进行了研究,对铁磁性纳米颗粒/ 碳纳米管复合物的研究方向加种带正电的聚合物),然后在含有 Fe3O4 纳米粒子的悬浮液中吸
以探讨。附一层 Fe3O4 纳米粒子获得铁磁性碳纳米管复合物。
【关键词】碳纳米管铁磁性纳米颗粒包覆多元醇法是指以多元醇为反应介质,在高温高压的条件下,
让金属盐或者有机金属化合物在碳纳米管的外表面发生水解反
1 前言应,形成一层晶体颗粒。Jia 等将 FeCl3 和强酸氧化修饰过的
碳纳米管由于具有优异的力学、电化学、光学、Ts 分散在乙二醇溶液中,加入聚乙二醇 1000(PEG-1000) 作
性能,成为当前纳米材料研究的热点。通过活化碳纳米管外表面, 表面活性剂和醋酸钠(NaAc) 作反应调节剂,再将此悬浮液转入
将铁磁性物质有效包覆碳纳米管形成磁性复合物,是目前研究 200°C的密闭反应釜中,Ts磁性复合材料。
铁磁性碳纳米管复合材料的焦点之一。水热法 MWNTs 经浓硝酸和浓硫酸混合液氧化处理后,表
常用到的铁磁性纳米物质有金属(如 Fe、Co、Ni)、金属面产生许多含氧基团,如-OH 和-COOH,此时 Fe2+ 与 OH- 离
合金(如 FeNi、FeCo)、单金属氧化物(如α-Fe2O3、γ-Fe2O3) 子在碳纳米管表面生成 Fe(OH)2 沉淀,水热条件下,Fe(OH)2 在
及铁氧体(如 Fe3O4)等,这些铁磁性纳米颗粒有着极好的矫顽碳纳米管表面被氧化成 Fe3O4 纳米晶体。
力和磁感应性,而碳纳米管是一种抗磁性物质,二者结合形成 Ts 表面镀一层镍,
的复合物具有独特的磁性能,在富集检测、微波吸收、离子电池、 Ts 与镁
磁记录、高密度数据存储装置、静电复印机的墨粉等方面具有基体结合状况的结论。
广阔的应用前景[1,2,3]。 3 结语和展望
2 铁磁性纳米颗粒/ 碳纳米管的外包覆制备方法两步法是当前制备外包覆型铁磁性纳米颗粒/ 碳纳米管复
原始的碳纳米管表面 C=C 的连接非常稳固,缺陷少,表面合材料的主要方法,经过近二十年的发展,该方法已经能制备
呈惰性,因此包覆碳纳米管需要两步才能完成,首先应对碳纳出基本满足实验需求的样品,但是针对于该磁性复合材料的制
米管修饰改性,然后进行铁磁性物质的外包覆形成复合体。备和研究仍存在一定的问题。
外 纳米铁磁性颗粒包覆碳纳米管存在的问题
化学法:主要是强酸氧化法,通过强酸溶液的强氧化性在碳纳米管的预处理方法有待改善。化学法中无论是强酸氧