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除了优异的磁性能和稳定性,氮化铁由于其特殊结构和化学性质,在催化、电化学等领域均表现出广泛前景和研究意义。但目前相关研究仍处于初始阶段,一个重要的原因在于氮化铁的亚稳态结构导致的苛刻的合成条件,因此有必要发展一种灵活简便的方法制备氮化铁,并扩展其应用。基于上述分析,我们设计了一系列有机铁前驱体,在理想条件下可控焙烧制备获得具有优异磁学性能的氮化铁复合材料。此外,金属有机前驱体制备氮化铁复合材料可能的机理也被详细研究。以有机胺作为氮源,我们设计一系列有机铁前驱体,在理想条件下可焙烧获得Fe3N/C和Fe4N/C复合材料,所制复合材料具有石墨包覆的核壳结构以及优异的磁性。深入研究表明Fe-N配位键的构建是制备氮化铁复合材料的关键原因。此外,复合材料晶体结构中存在一定的碳掺杂,对调节复合材料的性能具有重要作用。为进一步研究有机官能团对氮化铁制备的影响,常见含氮有机官能团对氮化铁的制备和磁性的影响也被系统研究。实验表明,氨基可与Fe3+形成Fe-N配位键,焙烧获得Fe3N/C和Fe4N/C复合材料。而通过调节Fe3+-Amine前驱体的组成和晶体结构,可实现Fe3N/C和Fe4N/C复合材料的选择性制备。除氨基官能团外有机组分的组成、结构和空间效应等均对产物的组成、结构和形貌等具有重要影响。我们设计了气相乙二胺氮化合成ε-Fe3N亚微米棒的制备流程,所制备的ε-Fe3N亚微米棒具有规则四棱柱形貌、79.73 emu/g的比饱和磁化强度和良好的生理盐水分散性。研究表明,所制备的ε-Fe3N亚微米棒表现出明显的T2成像性能和549.18 m M-1s-1的r2弛豫效能,优于医用Fe3O4造影剂,可作为一种潜在的核磁成像造影剂并具有较大的研究前景。我们同样研究了Fe3N/C和Fe4N/C复合材料分别在可见光催化产氢、催化肼分解、ORR电化学领域的应用。Fe3N/C复合材料具有优异的催化稳定性,可见光范围内产氢约为31.2μmolg-1h-1。此外,Fe3N/C复合材料可在较低温度下实现催化肼的分解。而Fe4N/C复合材料在理想条件下具有0.03 V的初始电势并在-0.15 V的明显氧还原峰,表现出理想的ORR催化性能,具有一定研究前景。