[01119830]氧化铁纳米材料的制备与性能研究

项目来源与背景 项目属于材料科学技术领域中的纳米材料制备,主要研究了纳米氧化物材料的制备过程及性能。一方面能够深化理论研究,深入的探讨材料的形成机理,完善相应理论,为氧化物纳米材料的研究领域提供一些理论依据,另一方面能够制备出性能优异的氧化物纳米材料。 研究目的与意义： 纳米材料由于其量子尺寸效应、表面和界面效应等,具有不同于块体材料的物理和化学性能,这些性能不仅取决于纳米材料的尺寸而且还与其形貌有关系。同时,不同形貌的纳米结构也是构建纳米器件的基本单元。α-Fe2O3 （赤铁矿）是一种n型半导体,其带隙宽度较窄（ 2.2 eV）,广泛用作磁记录材料、铁氧体制备原料及抛光剂等。纳米尺度的α-Fe2O3具有巨大的比表面、良好的耐候性、耐光性和化学稳定性,以及优良的电化学特性、半导体特性、电导对温度、湿度和气体等外部条件的敏感特性和磁学性能,在无机颜料、敏感材料、催化剂以及软磁铁氧体材料和磁性记录材料等领域具有广泛的应用。纳米氧化铜在磁学、光吸收、化学活性、热阻、催化剂等方面表现出奇特的物理和化学性能,在电子领域的传感器、材料领域的超导材料和热导材料等方面都显示出很好的应用前景。在催化方面,对一氧化碳、乙醇等的氧化具有较高的催化活性;在传感器方面,做传感器的包覆膜,能提高传感器对一氧化碳的选择性和灵敏度;还可以做高性能锂电池的负极材料等。纳米氧化镍具备了优良的催化活性、超顺磁性和热敏性等,因而被广泛应用于催化剂、电池电极、磁性材料与电子材料等领域。因此,有关氧化物纳米材料的合成与性能研究是纳米材料的研究热点之一。 目前,纳米材料已成为21世纪各国竞相重点开发的新材料,其技术水平和产业化规模都将对高科技的发展、国防建设、传统产业的改造和国力的竞争产生巨大的影响。本项目主要研究了纳米氧化铁、氧化铜及氧化镍的制备工艺以及相应的性能表征,期望可控得到各种形貌和不同尺寸的氧化物纳米材料,并以这些材料为基础进行人工组装,或者控制工艺过程使其自组装,得到多种类型的纳米器件,为开发出服务人们生活和生产的纳米材料产品做出贡献。 主要论点与依据： （1） 利用环保的水热法和简单的沉淀法制备氧化物纳米材料的不同形貌和尺寸的纳米结构单元,工艺过程操作简单,产率高,重复性好; （2） 通过对各种氧化物纳米结构单元的性质（如：磁性等）研究,探索相关纳米器件的设计和制备; （3） 进一步推动纳米氧化物在磁性记录、传感等高科技领域的基础研究。 创见与创新： （1） 采用简单易得的无机盐,环保易操作的方法来制备纳米材料,并探究各种因素对材料形貌尺寸的影响,发现其内在的规律,在科学理论上的提出自己的见解为相关的科研工作者提供理论依据和参考。 （2） 本项目提出新的制备思路,通过金属盐的沉淀,金属络合物的水热反应制备出了氧化铁纳米颗粒及球等纳米结构单元由此还衍生出氧化镍、氧化铜的三维球的制备。 （3） 研究了所制备的纳米材料的磁学特性、光致发光等性质与其结构的关系,揭示其内在的物理化学本质,探索相关纳米器件的设计和制备。 社会经济效益： 该项目推动了本地区纳米氧化物材料的科学研究水平,其方法的制备工艺节能环保对于保护本地自然资源或生态环境有一定的贡献。 历年获奖情况： [1] 渭南市第九届自然科学成果与优秀论文奖 二等奖 （第一完成人,2009） [2] 陕西省第十一届自然科学优秀学术论文奖 三等奖 （第一完成人,2010） [3] 渭南市第十届自然科学优秀论文及学术成果奖 二等奖 （第一完成人,2011） [4] 渭南师范学院2011年度院级优秀科研成果 一等奖（第一完成人） 在国内外权威学术刊物上发表论文十余篇,被他人正面引用多次,对纳米材料相关学科的发展有一定的推动作用,为纳米材料的制备提供参考依据,对地方科研水平的发展有重大的推动意义。