离子液体[Bmim]BF4辅助制备超顺磁性Fe3O4纳米粒子

人工晶体学报, 2015, 44(9): 2417-2421.

离子液体[Bmim]BF4辅助制备超顺磁性Fe3O4纳米粒子

张利锋 ^1, , 高玉双 ^2, , 刘毅 ^3, , 郑鹏 ^4, , 黄剑锋 ^5, , 郭守武 ^6,

1.陕西科技大学材料科学与工程学院,西安,710021

2.陕西科技大学材料科学与工程学院,西安,710021

3.陕西科技大学材料科学与工程学院,西安,710021

4.陕西科技大学材料科学与工程学院,西安,710021

5.陕西科技大学材料科学与工程学院,西安,710021

6.陕西科技大学材料科学与工程学院,西安710021;上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240

基金项目: 陕西科技大学学术骨干培育(XSG(4)006) 陕西省自然科学基金(2013JQ2018) “三秦”学者科研启动基金(BJ11-26) 陕西科技大学博士科研启动基金(BJ12-09) 国家自然科学基金(21203116)

关键词：离子液体 , Fe3O4纳米粒子 , 超顺磁性 , DFT

Preparation of Superparamagnetism Fe3O4 Nanoparticles Assisted by Ionic Liquid [Bmim] BF4

Keywords： ionic liquid , Fe3O4 nanoparticle , superparamagnetism , DFT

以七水硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)与六水三氯化铁(FeCl3·6H2O)为原料,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim] BF4)为添加剂,70℃下反应2h制备了Fe3O4纳米粒子.通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及热重分析(TG)等方法对样品的结构和形貌进行表征,并测试了所合成样品的磁性能.实验结果表明:离子液体辅助制备的Fe3O4纳米粒子形貌较为均一,呈近似球状,平均直径约为14 nm,产品在室温下表现出超顺磁性,饱和磁化强度为60.66 emu/g.利用密度泛函理论(DFT)计算模拟了Fe3O4分别与离子液体和水相互作用的电子结构,发现离子液体通过阴离子的桥联,更易吸附在Fe3O4晶粒表面.

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