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首先,采用改进的聚丙烯酰胺凝胶法制备了CoFe2O4纳米粉体。利用TG-DSC、FTIR及XRD等多种手段研究了干凝胶的热分解及CoFe2O4的成相过程。实验表明,以EDTA为络合剂,在500℃的烧结温度下可制备出高纯的CoFe2O4纳米粉体。同时发现,通过改变双丙烯酰胺与丙烯酰胺的比例,可以调控粉体的晶粒尺寸:随着双丙烯酰胺比例的增加,晶粒的平均尺寸逐渐减小。通过改变双丙烯酰胺与丙烯酰胺的比例,制备出了平均晶粒尺寸从45到23nm的系列CoFe2O4纳米粉体。SEM和TEM观察显示,制得的粉体粒度分布均匀,颗粒近似呈球形。采用振动样品磁强计对样品的磁性进行了测试分析。
其次,采用聚丙烯酰胺凝胶法合成了BaTiO3纳米颗粒,利用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、透射电镜和紫外-可见漫反射光谱对样品进行了表征。结果表明,以柠檬酸酸为络合剂,pH=2且在700℃烧结时可制备出单相BaTiO3纳米颗粒。其形状较为规整,近似呈球形,平均粒径约为55nm,光学带隙值为3.25eV。以偶氮染料甲基红为目标降解物,研究了BaTiO3纳米颗粒的光催化性能。结果表明,在紫外光照射下该纳米颗粒表现出良好的光催化活性,光催化机理主要为光生空穴的直接氧化。
最后,开发理想0-3型纳米磁电复合材料对推动多铁性材料的技术应用具有重要意义,但其制备技术一直是巨大的挑战。制备包覆良好的核-壳式铁磁/铁电纳米复合颗粒是制备0-3型磁电复合材料的关键。本文采用两步法制备了核-壳式CoFe2O4/BaTiO3纳米复合颗粒:首先采用聚丙烯酰胺凝胶法制备出CoFe2O4纳米颗粒,然后采用聚丙烯酰胺凝胶法对制得的CoFe2O4颗粒进行BaTiO3包覆复合。实验结果表明,制备的复合颗粒具有明显的核-壳式结构,内核为CoFe2O4,外壳为BaTiO3,复合颗粒近似呈球形,粒度分布均匀。