钴掺杂的磁性氧化铁纳米粒子的可控合成

李振湖 马玉荣 齐利民

引用本文: 李振湖, 马玉荣, 齐利民. 钴掺杂的磁性氧化铁纳米粒子的可控合成[J]. 物理化学学报, 2012, 28(10): 2493-2499. doi: 10.3866/PKU.WHXB201209071 shu
Citation:  LI Zhen-Hu, MA Yu-Rong, QI Li-Min. Controlled Synthesis of Cobalt-Doped Magnetic Iron Oxide Nanoparticles[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(10): 2493-2499. doi: 10.3866/PKU.WHXB201209071 shu

钴掺杂的磁性氧化铁纳米粒子的可控合成

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(50902002, 51121091) (50902002, 51121091)

    高等学校博士学科点专项科研基金(20090001120015)资助项目 (20090001120015)

摘要:

通过油酸盐前驱体高温热解法制备出大小均匀的钴掺杂四氧化三铁球形纳米粒子, 其钴/铁摩尔比可以通过调节油酸钴与油酸铁的比例进行调变. 当产物中钴/铁摩尔比从0.024增加到0.156, 所制备的氧化铁纳米粒子的饱和磁矩从39 emu·g-1逐渐减小到30 emu·g-1, 而矫顽力从0 Oe升至190 Oe. 在305℃下, 随着反应体系的热解时间由0.5 h 增加到3 h, 所制备出的氧化铁纳米粒子尺寸逐渐由7 nm增加到14 nm. 热解时间较短时, 以高价态的四氧化三铁的晶型为主, 辅之以少量的氧化亚铁; 热解时间增加至2 h, 产物的晶型为四氧化三铁和氧化亚铁的复合物; 而继续增加热解时间至3 h, 除四氧化三铁和氧化亚铁之外, 还出现少量的零价态的CoFe合金, 说明铁(钴)元素经历了由三价到二价, 最后被还原为零价的过程. 随着反应温度的升高, 产物的尺寸逐渐增大, 同时产物中氧化亚铁的含量增多.

English

    1. [1]

      (1) Xie, J.; Huang, J.; Li, X.; Sun, S.; Chen, X. Curr. Med. Chem.2009, 16, 1278. doi: 10.2174/092986709787846604

      (1) Xie, J.; Huang, J.; Li, X.; Sun, S.; Chen, X. Curr. Med. Chem.2009, 16, 1278. doi: 10.2174/092986709787846604

    2. [2]

      (2) Ho, D.; Sun, X.; Sun, S. Accounts Chem. Res. 2011, 44, 875.doi: 10.1021/ar200090c(2) Ho, D.; Sun, X.; Sun, S. Accounts Chem. Res. 2011, 44, 875.doi: 10.1021/ar200090c

    3. [3]

      (3) Gupta, A. K.; Gupta, M. Biomaterials 2005, 26, 3995. doi: 10.1016/j.biomaterials.2004.10.012(3) Gupta, A. K.; Gupta, M. Biomaterials 2005, 26, 3995. doi: 10.1016/j.biomaterials.2004.10.012

    4. [4]

      (4) Qiao, R. R.; Zeng, J. F.; Jia, Q. J.; Du, J.; Shen, L.; Gao, M. Y.Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 993. [乔瑞瑞, 曾剑峰, 贾巧娟, 杜军, 沈琳, 高明远. 物理化学学报, 2012, 28, 993.]doi: 10.3866/PKU.WHXB201203023(4) Qiao, R. R.; Zeng, J. F.; Jia, Q. J.; Du, J.; Shen, L.; Gao, M. Y.Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 993. [乔瑞瑞, 曾剑峰, 贾巧娟, 杜军, 沈琳, 高明远. 物理化学学报, 2012, 28, 993.]doi: 10.3866/PKU.WHXB201203023

    5. [5]

      (5) Yang, C.;Wu, J.; Hou, Y. Chem. Commun. 2011, 47, 5130. doi: 10.1039/c0cc05862a(5) Yang, C.;Wu, J.; Hou, Y. Chem. Commun. 2011, 47, 5130. doi: 10.1039/c0cc05862a

    6. [6]

      (6) Sun, S.; Zeng, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8204. doi: 10.1021/ja026501x(6) Sun, S.; Zeng, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8204. doi: 10.1021/ja026501x

    7. [7]

      (7) Park, J.; An, K.; Hwang, Y.; Park, J. G.; Noh, H. J.; Kim, J. Y.;Park, J. H.; Hwang, N. M.; Hyeon, T. Nat. Mater. 2004, 3, 891.doi: 10.1038/nmat1251(7) Park, J.; An, K.; Hwang, Y.; Park, J. G.; Noh, H. J.; Kim, J. Y.;Park, J. H.; Hwang, N. M.; Hyeon, T. Nat. Mater. 2004, 3, 891.doi: 10.1038/nmat1251

    8. [8]

      (8) Kovalenko, M. V.; Bodnarchuk, M. I.; Lechner, R. T.; Hesser,G.; Schäffler, F.; Heiss,W. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6352.doi: 10.1021/ja0692478(8) Kovalenko, M. V.; Bodnarchuk, M. I.; Lechner, R. T.; Hesser,G.; Schäffler, F.; Heiss,W. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6352.doi: 10.1021/ja0692478

    9. [9]

      (9) De Silva, C. R.; Smith, S.; Shim, I.; Pyun, J.; Gutu, T.; Jiao, J.;Zheng, Z. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6336. doi: 10.1021/ja9014277(9) De Silva, C. R.; Smith, S.; Shim, I.; Pyun, J.; Gutu, T.; Jiao, J.;Zheng, Z. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6336. doi: 10.1021/ja9014277

    10. [10]

      (10) Lee, J. H.; Huh, Y. M.; Jun, Y.W.; Seo, J.W.; Jang, J. T.; Song,H. T.; Kim, S.; Cho, E. J.; Yoon, H. G.; Suh, J. S.; Cheon, J.Nat. Med. 2007, 13, 95. doi: 10.1038/nm1467(10) Lee, J. H.; Huh, Y. M.; Jun, Y.W.; Seo, J.W.; Jang, J. T.; Song,H. T.; Kim, S.; Cho, E. J.; Yoon, H. G.; Suh, J. S.; Cheon, J.Nat. Med. 2007, 13, 95. doi: 10.1038/nm1467

    11. [11]

      (11) Staniland, S.;Williams,W.; Telling, N.; van der Laan, G.;Harrison, A.;Ward, B. Nat. Nano 2008, 3, 158. doi: 10.1038/nnano.2008.35(11) Staniland, S.;Williams,W.; Telling, N.; van der Laan, G.;Harrison, A.;Ward, B. Nat. Nano 2008, 3, 158. doi: 10.1038/nnano.2008.35

    12. [12]

      (12) Coker, V. S.; Telling, N. D.; van der Laan, G.; Pattrick, R. A. D.;Pearce, C. I.; Arenholz, E.; Tuna, F.;Winpenny, R. E. P.; Lloyd,J. R. ACS Nano 2009, 3, 1922. doi: 10.1021/nn900293d(12) Coker, V. S.; Telling, N. D.; van der Laan, G.; Pattrick, R. A. D.;Pearce, C. I.; Arenholz, E.; Tuna, F.;Winpenny, R. E. P.; Lloyd,J. R. ACS Nano 2009, 3, 1922. doi: 10.1021/nn900293d

    13. [13]

      (13) Song, Q.; Zhang, Z. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6164. doi: 10.1021/ja049931r(13) Song, Q.; Zhang, Z. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6164. doi: 10.1021/ja049931r

    14. [14]

      (14) Sun, S.; Zeng, H.; Robinson, D. B.; Raoux, S.; Rice, P. M.;Wang, S. X.; Li, G. J. Am. Chem. Soc. 2003, 126, 273.(14) Sun, S.; Zeng, H.; Robinson, D. B.; Raoux, S.; Rice, P. M.;Wang, S. X.; Li, G. J. Am. Chem. Soc. 2003, 126, 273.

    15. [15]

      (15) Bao, N.; Shen, L.;Wang, Y.; Padhan, P.; Gupta, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12374. doi: 10.1021/ja074458d(15) Bao, N.; Shen, L.;Wang, Y.; Padhan, P.; Gupta, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12374. doi: 10.1021/ja074458d

    16. [16]

      (16) Ayyappan, S.; Mahadevan, S.; Chandramohan, P.; Srinivasan,M. P.; Philip, J.; Raj, B. J. Phy. Chem. C 2010, 114, 6334. doi: 10.1021/jp911966p(16) Ayyappan, S.; Mahadevan, S.; Chandramohan, P.; Srinivasan,M. P.; Philip, J.; Raj, B. J. Phy. Chem. C 2010, 114, 6334. doi: 10.1021/jp911966p

    17. [17]

      (17) Junior, A. F.; Zapf, V.; Egan, P. J. Appl. Phys. 2007, 101,09M506.(17) Junior, A. F.; Zapf, V.; Egan, P. J. Appl. Phys. 2007, 101,09M506.

    18. [18]

      (18) Tackett, R.; Sudakar, C.; Naik, R.; Lawes, G.; Rablau, C.;Vaishnava, P. P. J. Magn. Magn. Mater. 2008, 320, 2755. doi: 10.1016/j.jmmm.2008.06.006(18) Tackett, R.; Sudakar, C.; Naik, R.; Lawes, G.; Rablau, C.;Vaishnava, P. P. J. Magn. Magn. Mater. 2008, 320, 2755. doi: 10.1016/j.jmmm.2008.06.006

    19. [19]

      (19) Naka mi, F.; da Silva, S.W.; Garg, V. K.; Oliveira, A. C.;Morais, P. C.; Junior, A. F.; Lima, E. C. D. J. Appl. Phys. 2007,101, 09M514.(19) Naka mi, F.; da Silva, S.W.; Garg, V. K.; Oliveira, A. C.;Morais, P. C.; Junior, A. F.; Lima, E. C. D. J. Appl. Phys. 2007,101, 09M514.

    20. [20]

      (20) Caruntu, G.; Newell, A.; Caruntu, D.; O'Connor, C. J. J. Appl. Phys. 2007, 434-435, 637.(20) Caruntu, G.; Newell, A.; Caruntu, D.; O'Connor, C. J. J. Appl. Phys. 2007, 434-435, 637.

    21. [21]

      (21) Stefanescu, M.; Stoia, M.; Caizer, C.; Dippong, T.; Barvinschi,P. J. Therm. Anal. Calorim. 2009, 97, 245. doi: 10.1007/s10973-009-0250-x(21) Stefanescu, M.; Stoia, M.; Caizer, C.; Dippong, T.; Barvinschi,P. J. Therm. Anal. Calorim. 2009, 97, 245. doi: 10.1007/s10973-009-0250-x

    22. [22]

      (22) Hu, L.; de Montferrand, C.; Lalatonne, Y.; Motte, L.; Brioude,A. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 4349.(22) Hu, L.; de Montferrand, C.; Lalatonne, Y.; Motte, L.; Brioude,A. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 4349.

    23. [23]

      (23) Chakrabarti, S.; Mandal, S. K.; Chaudhuri, S. Nanotechnology2005, 16, 506. doi: 10.1088/0957-4484/16/4/029(23) Chakrabarti, S.; Mandal, S. K.; Chaudhuri, S. Nanotechnology2005, 16, 506. doi: 10.1088/0957-4484/16/4/029

    24. [24]

      (24) Chalasani, R.; Vasudevan, S. J. Phys. Chem. C 2011, 115,18088. doi: 10.1021/jp204697f(24) Chalasani, R.; Vasudevan, S. J. Phys. Chem. C 2011, 115,18088. doi: 10.1021/jp204697f

    25. [25]

      (25) Tzitzios, V. J. Appl. Phys. 2011, 109, 07A313.(25) Tzitzios, V. J. Appl. Phys. 2011, 109, 07A313.

    26. [26]

      (26) Nam, K. M.; Shim, J. H.; Ki, H.; Choi, S. I.; Lee, G.; Jang, J. K.;Jo, Y.; Jung, M. H.; Song, H.; Park, J. T. Angew. Chem. Int. Edit.2008, 47, 9504. doi: 10.1002/anie.v47:49(26) Nam, K. M.; Shim, J. H.; Ki, H.; Choi, S. I.; Lee, G.; Jang, J. K.;Jo, Y.; Jung, M. H.; Song, H.; Park, J. T. Angew. Chem. Int. Edit.2008, 47, 9504. doi: 10.1002/anie.v47:49

    27. [27]

      (27) Seo,W. S.; Lee, J. H.; Sun, X.; Suzuki, Y.; Mann, D.; Liu, Z.;Terashima, M.; Yang, P. C.; McConnell, M. V.; Nishimura, D.G.; Dai, H. Nat. Mater. 2006, 5, 971. doi: 10.1038/nmat1775(27) Seo,W. S.; Lee, J. H.; Sun, X.; Suzuki, Y.; Mann, D.; Liu, Z.;Terashima, M.; Yang, P. C.; McConnell, M. V.; Nishimura, D.G.; Dai, H. Nat. Mater. 2006, 5, 971. doi: 10.1038/nmat1775

    28. [28]

      (28) Chen, C. J.; Chiang, R. K.; Lai, H. Y.; Lin, C. R. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4258. doi: 10.1021/jp908153y(28) Chen, C. J.; Chiang, R. K.; Lai, H. Y.; Lin, C. R. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4258. doi: 10.1021/jp908153y

    29. [29]

      (29) Huang, C. C.; Chang, C. N.; Yeh, C. S. Nanoscale 2011, 3,4254. doi: 10.1039/c1nr10701a

      (29) Huang, C. C.; Chang, C. N.; Yeh, C. S. Nanoscale 2011, 3,4254. doi: 10.1039/c1nr10701a

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  918
  • 文章访问数:  2575
  • HTML全文浏览量:  52
文章相关
  • 发布日期:  2012-09-26
  • 收稿日期:  2012-07-31
  • 网络出版日期:  2012-09-07
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章