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本论文发展了水热合成磁性氧化物纳米材料技术。将外磁场引入到水热合成体系中,对该体系中纳米粒子的生长习性,组装和搀杂进行了系统的研究,得到了一些结果,采用磁场辅助水热化学合成技术制备出一维磁性Fe3O4纳米链状结构,丰富了一维材料家族。研究发现水热方法在200℃反应1小时可合成出平均尺寸在80nm的磁铁矿纳米粒子。当外加磁场时,这些粒子沿着外磁场的磁感应线方向形成链状纳米结构。延长反应时间,可获得更多的链状纳米结构。磁测量结果显示,链状结构改善了粒子的磁性能,指备出了钴掺杂的超细四氧化三铁CoxFe3-xO4(x=0.1,0.2)纳米线阵列。
X-射线衍射分析表明这些纳米线为面心立方结构的磁铁矿;透射电子显微镜分析表明这些超细纳米线通过强烈的磁相互作用自组装形成了有序的二维纳米结构。分析认为单畴磁结构是导致此纳米线阵列化的最主要原因。研究发现水热方法可以用于磁性纳米粒子的搀杂,制备性能优异的稀磁半导体。考虑到整个制备过程是在近平衡状态下的水热反应体系中进行的,而且反应原料钴本身是氧化态的二价钴,所合成的Ti1-xCoxO2纳米粉末的矫顽力比其他方法高出许多,也间接证明二价钴离子进入TiO2晶格中。