CN114643365A - 一种界面诱导合成有序l10结构永磁纳米粒子的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于磁性纳米材料技术领域,具体涉及一种界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法。首先将一定比例的晶种核心金属前驱体、表面活性剂和还原剂加入溶剂中,将混合溶液升温至一定温度下进行保温,然后降温至室温后,晶种核心金属前驱体被还原,形成晶种核心。之后加入一定比例的外壳金属前驱体,缓慢升温至一定温度下,然后保温后冷却至室温,外壳金属前驱体被还原剂还原,并在晶种核心的界面诱导下生长,形成L10结构的外壳,最后进行离心清洗,获得有序L10结构的永磁纳米粒子黑色粉体。通过有序金属晶种界面诱导合成了单分散的高矫顽力的有序L10结构纳米材料,合成温度较低,操作简单。
Description
技术领域:
本发明属于磁性纳米材料技术领域,具体涉及一种界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法。
背景技术:
有些过渡族金属间化合物,具有丰富的相结构和多样的内秉磁性,如:通常FeCo、FeNi具有A2、B2结构,表现高饱和磁化强度和低矫顽力,是良好的软磁材料;常见的MnAl、MnGa具有τ相结构,呈现亚铁磁性。如果能将这些金属间化合物做成化学有序的L10四方相,L10-FeCo、L10-FeNi、L10-MnAl、L10-MnGa,它们的晶体结构会具有高的对称性,呈现大的磁晶各向异性、高居里温度和高矫顽力,是优良的永磁材料,该类金属间化合物不含稀土元素、成本低廉,具有广阔的应用前景,将该类合金做成纳米粒子,在高密度磁存储、电化学催化、微纳器件以及生物医学等方面更具有重要应用价值。
然而,通常直接制备的FeCo、FeNi、MnAl、MnGa纳米粒子,难以获得具有高磁晶各向异性的有序四方相,这是因为获得该结构合金的工艺窗口很窄,例如:L10-MnAl是由富含Mn的ε相经过淬火和随后的退火(通常在500℃)形成的一种亚稳相,易分解成非磁性相。L10-FeNi相在有序-无序转变温度为593K时扩散缓慢,L10-FeNi只存在于经过数十亿年以极低的冷却速率冷却的陨石中。L10-FeCo具有比L10-FeNi更理想的磁性能,但是由于对相形成热力学的认识有限,L10-FeCo的制备方法仍有待研究,迄今为止,还没有在任何实验室中成功合成L10-FeCo相。而现有的化学合成方法普遍直接将金属前驱体还原,原子在一定反应环境中形成FeCo、FeNi、MnAl或MnGa合金核,然后生长成FeCo、FeNi、MnAl或MnGa纳米粒子,由于在生长过程中,金属原子随机堆垛,因此难以控制形成有序结构,所以通过普通工艺难以制备出L10结构的FeCo、FeNi、MnAl、MnGa纳米材料。如何诱导原子在形核生长过程中,有序生长,制备出可控性好、有序度高的L10-FeCo、FeNi、MnAl、MnGa纳米粒子是该领域的瓶颈问题。
发明内容:
本发明目的是提供一种界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法,本发明所述的有序L10结构永磁纳米粒子,是指过渡族金属间化合物纳米粒子,特别是通过常规方法很难形成有序L10结构的金属间化合物,具体来说,包括FeCo、FeNi、MnAl、MnGa等金属间化合物永磁纳米粒子。
本发明专利的构思如下:
L10结构的FeCo、FeNi、MnAl、MnGa等纳米粒子难以通过直接合成获得,因此需要在合成过程中诱导其形成有序结构。化学合成纳米粒子通常以形核生长的方式进行,首先形成晶核,然后生长成大尺寸的粒子或各种纳米材料。生长过程中,通常不同原子会沿晶核的表面堆垛,沿界面外延生长是主要生长方式,因此晶核的结构对合成的纳米粒子具有遗传性。如果将具有L10结构的晶种放入反应体系,这些晶种作为非均质形核的质点,这些被还原的原子沿晶种核心表面堆垛,当晶种的晶格常数与要合成的粒子晶格常数接近,它们的晶格点阵匹配度较高,这些原子就会沿原有晶面外延生长,从而继续生长成有序L10结构的纳米粒子。
AuCu、MnNi、FePt等金属间化合物在较低的温度下稳定存在,容易通过化学合成获得,并且它们的晶格点阵与有序L10-FeCo、FeNi、MnAl、MnGa的晶格点阵具有较高的匹配度,易于形成外延生长。因此可以首先合成出L10结构的AuCu、MnNi、FePt作为晶种,然后以这些晶种为核心,通过它们晶格的界面诱导,可以获得有序的L10结构的这些过渡族金属间化合物(例如上文所述的FeCo、FeNi、MnAl、MnGa等)的永磁纳米粒子。
这样形成的永磁纳米粒子以L10结构的AuCu、MnNi、FePt等金属间化合物晶种为核心,以L10结构的FeCo、FeNi、MnAl、MnGa等过渡族金属间化合物为外壳,通过调节前驱体比例,控制产物化学成分,以及改变反应温度和反应时间等,可以控制产物的形貌、有序度、磁性能。
为实现上述目的,本发明采用一种界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法。首先将一定比例的晶种核心金属前驱体、表面活性剂和还原剂加入溶剂中,将混合溶液升温至一定温度下进行保温,然后降温至室温后,晶种核心金属前驱体被还原,形成L10结构的AuCu、MnNi、FePt等金属间化合物的晶种核心。之后加入一定比例的FeCo、FeNi、MnAl或MnGa外壳金属前驱体,缓慢升温至一定温度,然后保温后移除加热源,冷却至室温,外壳金属前驱体被还原剂还原,并在晶种核心的界面诱导下生长,形成L10结构的FeCo、FeNi、MnAl或MnGa外壳,最后进行离心清洗,获得有序L10结构的永磁纳米粒子黑色粉体。
本发明方法具体包括以下步骤:
S1:称量晶种核心金属前驱体和还原剂。
所述晶种核心金属前驱体为能构成高有序结构L10金属合金的两种金属的金属源混合物,可以在还原生成L10结构的晶种核心。具体来说,作为晶种核心的金属间化合物或者说金属合金可以是AuCu、MnNi、FePt,因此晶种核心金属前驱体可以是金源和铜源、锰源和镍源或者铁源和铂源的混合物,两种金属源中的金属离子的摩尔比优选为(0.1~1):(0.1~1)。
具体来说,所述晶种核心金属前驱体中:金源为氯金酸HAuCl4、四氯金酸钾KAuCl4的一种或几种;铜源为乙酰丙酮铜Cu(acac)2、乙酸铜Cu(Ac)2、氯化铜CuCl2的一种或几种;锰源为乙酸锰Mn(Ac)2、氯化锰MnCl2、乙酰丙酮锰Mn(acac)2的一种或几种;镍源为乙酸镍Ni(Ac)2、硝酸镍Fe(NO3)3、硫酸镍Fe2(SO4)3、氯化镍NiCl2、乙酰丙酮镍Ni(acac)2的一种或几种;铁源为氯化铁FeCl3、硝酸铁FeNO3、硫酸铁Fe2(SO4)3、乙酰丙酮铁Fe(acac)3的一种或几种;铂源为氯铂酸H2PtCl6、乙酰丙酮铂Pt(acac)2、氯钾铂酸K2PtCl6的一种或几种。
所述还原剂为硼氢化钾KBH4、硼氢化钠NaBH4、1,2-十六烷二醇C16H34O2、氢化铝锂LiAlH、氰基硼氢化钠CH3BNNa中的一种或几种。所述还原剂的实际总加入量不小于理论加入量,所述还原剂的理论加入量为能将晶种核心金属前驱体和外壳金属前驱体中的金属离子全部还原成0价金属的量。具体地,还原剂实际加入量与理论加入量的比例可以是(1~10):1。
S2:将晶种核心金属前驱体加入到溶剂中,在保护气氛作用下进行除水处理,除水处理后加入表面活性剂,形成混合溶液。
优选地,所述溶剂为十六胺C16H35N、三辛胺C24H51N、十八胺C18H39N、二十胺C20H43N、油胺C18H37N中的一种或几种,表面活性剂为溴化十烃季胺C16H38Br2N2、卵磷脂C42H80NO8P、单硬脂酸甘油酯C21H42O4、油胺C18H37N和油酸C18H34O2中的两种物质混合,表面活性剂的两种物质按体积比(0.1~1):(0.1~1)混合后加入。上述溶剂和表面活性剂可以促进晶种核心金属前驱体被还原之后生成的金属原子更有利的生长成L10结构,也促进外壳金属前驱体被还原后的金属原子更好的在晶种核心的晶格界面诱导下生长成L10结构。溶剂为二者的生长提供了一个很好的平台,表面活性剂可以最大程度的保留合成L10结构的表面活性,其表面所存在的各种基团,为后续的各种应用提供保障。
晶种核心金属前驱体中的金属离子与溶剂的摩尔比为1:(10~30),溶剂与表面活性剂(表面活性剂为两种物质总量)的摩尔比为10:(1.0~5.0)。
优选地,所述保护气氛为93%Ar+7%H2、95%Ar+5%H2、高纯氩气Ar或高纯氮气N2的一种。所述除水处理的方法为:在保护气氛作用下,以升温速率为1~10℃/min升温至100~120℃保温30~120min。除水处理更有利于表面活性剂发挥作用。
S3:将混合溶液升温至第一反应温度保温,进行生成晶种核心的反应,之后冷却,称量并加入外壳金属前驱体。
在升温和保温的过程中,晶种核心金属前驱体被还原成0价金属原子,并组装成金属间化合物,形成L10结构的晶种核心。因此在这一过程之前,即生成晶种核心的反应之前,需要保证溶液中有足量的还原剂。
优选地,所述的第一反应温度为280~360℃,保温时间为30~300min,反应后将混合溶液冷却至60~120℃。
所述外壳金属前驱体为构成要制备的有序L10结构永磁纳米粒子的两种金属的金属源混合物,例如FeCo、FeNi、MnAl或MnGa,因而具体来说,外壳金属前驱体可以是铁源和钴源、铁源和镍源、锰源和铝源或锰源和镓源的混合物。
如前文所述,这些金属在通常情况下很难形成有序L10结构的金属间化合物或者说合金纳米粒子,而在本发明中,在晶种核心存在并进行界面诱导的前提下,这种结构的金属间化合物的形成难度大大降低。
优选地,所述外壳金属前驱体金属源中的两种金属离子摩尔比为(0.2~1):(0.2~1)。在外壳金属前驱体中,铁源为氯化铁FeCl3、羰基铁Fe(CO)5、乙酰丙酮铁Fe(acac)3、油酸铁C54H99FeO6中的一种或几种;钴源为乙酰丙酮钴Co(acac)2、八羰基二钴Co2(CO)8、乙酸钴Co(Ac)2中的一种或几种;镍源为乙酸镍Ni(Ac)2、硝酸镍Fe(NO3)3、硫酸镍Fe2(SO4)3、氯化镍NiCl2、乙酰丙酮镍Ni(acac)2的一种或几种;锰源为乙酸锰Mn(Ac)2、氯化锰MnCl2、乙酰丙酮锰Mn(acac)2的一种或几种;铝源为氯化铝AlCl3、乙酰丙酮铝Al(acac)3的一种或几种;镓源为乙酸镓Ga(Ac)2、氯化镓GaCl2、乙酰丙酮镓Ga(acac)2的一种或几种。
在向混合溶液中加入外壳金属前驱体时,所述外壳金属前驱体中金属离子总量与晶种核心金属前驱体中金属离子总量的摩尔比为(0.4~1):(0.2~1)。
S4:将混合溶液升温至第二反应温度保温,进行生成外壳的反应,之后冷却至室温,对混合溶液进行离心清洗,获得黑色粉体,即所述有序L10结构永磁纳米粒子。
在这一升温和保温的过程中,外壳金属前驱体被还原成0价金属原子,并在晶种核心的界面诱导下形成有序L10结构的金属间化合物。因此在该过程之前,即生成外壳的反应之前,需要确保混合溶液中包含足量的还原剂。
优选的,所述第二反应温度为200~300℃,保温时间为10~60min。
优选的,所述步骤S3和步骤S4中,将混合溶液升温至反应温度均采用升温速率为1~10℃/min的缓慢升温方式,以确保前驱体的充分还原,并使金属间化合物有足够的生长时间。
下面介绍一种对于混合溶液进行离心清洗,获得黑色粉体的方法:
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比(1~5):(5~1)的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比(1~5):(5~1)的混合溶剂。
首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为(1~5):1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;
然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3~5次;
之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,将混合溶剂B清洗后离心分离+混合溶剂A清洗后离心分离的过程称为1次,重复该过程3~5次;
最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中。
上述方法中,离心分离的离心机转速为6000~12000rpm,每次离心时间在3~10min。
上述方法中,介绍了在步骤S3、步骤S4的生成晶种核心和生成外壳的反应中,需要确保混合溶液中有足量的还原剂。具体地,还原剂按以下两种方法中的一种加入:
方法A:在步骤S3的生成晶种核心的反应之前加入所有还原剂,例如可以将所有还原剂在步骤S2和晶种核心金属前驱体一同加入溶剂中。
方法B:在步骤S3的生成晶种核心的反应之前加入第一部分还原剂,例如可以和晶种核心金属前驱体一起加入溶剂,第一部分加入量不小于能够将晶种核心金属前驱体全部还原的量,在步骤S4的生成外壳的反应之前加入第二部分剩余还原剂,例如可以和外壳金属前驱体一起加入,确保外壳金属前驱体的全部还原。
通过上述方法,可利用界面诱导成功合成有序L10结构纳米粒子,产物的有序度为0.85~0.95。矫顽力Hc达到850.5~1500.8Oe,饱和磁化强度Ms达到61.2~185.8emu/g。
本发明的有益效果:
(1)通过有序金属晶种界面诱导合成了单分散的高矫顽力的有序L10结构纳米材料,合成温度较低,操作简单;
(2)通过优化合成工艺,可获得优异的分散性、高的有序度和优异的磁性能的有序L10结构纳米材料;
(3)本发明目的是采用界面诱导制备高有序L10结构纳米粒子,避免热处理过程中导致的聚集、异常长大的现象,对于制备高有序L10结构纳米材料提供理论支撑和推动实用化进程。
附图说明:
图1为本发明方法实施例1合成产物的XRD图谱;
图2为本发明方法实施例1合成产物的磁滞回线;
图3为本发明方法实施例1合成产物的TEM图像;
图4为本发明方法实施例2合成产物的XRD图谱;
图5为本发明方法实施例2合成产物的磁滞回线;
图6为本发明方法实施例2合成产物的TEM图像;
图7为本发明方法实施例3合成产物的XRD图谱;
图8为本发明方法实施例3合成产物的磁滞回线;
图9为本发明方法实施例3合成产物的TEM图像。
具体实施方式:
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下实施例中:
实验设备和仪器、实验试剂均为商业购买。
实验设备和仪器包括:三颈烧瓶、冷凝管、电子天平、机械搅拌加热套和离心机等;
实验试剂包括:氯金酸、四氯金酸钾、乙酰丙酮铜、乙酸铜、氯化铜、乙酸锰、氯化锰、乙酰丙酮锰、乙酸镍、硝酸镍、硫酸镍、氯化镍、乙酰丙酮镍、氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、乙酰丙酮铁、氯铂酸、乙酰丙酮铂、氯铂酸钾、羰基铁、油酸铁、乙酰丙酮钴、八羰基二钴、乙酸钴、乙酸镍、硝酸镍、硫酸镍、氯化镍、乙酰丙酮镍、乙酸锰、氯化锰、乙酰丙酮锰、氯化锰、乙酰丙酮铝、乙酸镓、氯化镓、乙酰丙酮镓、硼氢化钾、硼氢化钠、1,2-十六烷二醇、氢化铝锂、氰基硼氢化钠、十六胺、三辛胺、十八胺、二十胺、油胺、油酸、93%Ar+7%H2、95%Ar+5%H2、高纯氩气Ar、高纯氮气N2、氯仿、无水乙醇、去离子水,均为从市场购买。
利用振动样品强磁计(VSM)测定产物的磁性能,采用场发射透射电镜(TEM)观察产物的形貌,通过x射线衍射(XRD)分析产物的物相。
以下实施例中,还原剂按以下两种方法中的一种加入:
方法A:在生成晶种核心的反应之前加入所有还原剂,例如可以将所有还原剂在步骤S2和晶种核心金属前驱体一同加入溶剂中。
方法B:在生成晶种核心的反应之前加入第一部分还原剂,例如可以和晶种核心金属前驱体一起加入溶剂,第一部分加入量不小于能够将晶种核心金属前驱体全部还原的量,在步骤S4的生成外壳的反应之前加入第二部分剩余还原剂,确保外壳金属前驱体的全部还原。
还原剂只要能够在生成晶种核心和生成外壳的两次反应中保证晶种核心金属前驱体和外壳金属前驱体中的金属源能够全部还原即可,故以下实施例中不具体记载还原剂具体的加入时机,只记载其种类和加入量。
实施例1:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体铜源乙酰丙酮铜和金源氯金酸,两者的摩尔比例为0.3:0.2,并称量还原剂1,2-十六烷二醇,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:1。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(铜源+金源)和还原剂1,2-十六烷二醇加入装有溶剂十六胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛93%Ar+7%H2作用下,以升温速率为10℃/min升温至120℃保温120min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+油酸)加入混合溶液,按体积比,油胺:油酸=1:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:1.0。
(3)将混合溶液以升温速率为1℃/min,缓慢升温至280℃保温300min,获得黑色混合溶液,随后冷却至60℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源氯化铁和钴源乙酰丙酮钴,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.5,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.5:0.5。
(4)将混合溶液以升温速率为1℃/min升温至300℃后保温60min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比5:1的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比1:5的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为1:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复3次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为12000rpm,每次离心时间在10min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeCo,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.92,XRD图谱如附图1所示。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1175.6Oe,饱和磁化强度Ms为89.9emu/g,磁滞回线如附图2所示。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌,TEM图像如附图3所示。对比文献Nano Letters 2014,14,6493-6498.在380℃下热处理得到该核壳纳米粒子的矫顽力是846Oe,与本实施例中结果相近。
实施例2:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体铜源乙酸铜和金源四氯金酸钾,两者的摩尔比例为0.5:0.2,并称量一定量的还原剂硼氢化钾,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:1。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(铜源+金源)和还原剂硼氢化钾加入装有溶剂三辛胺的的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:15。在保护气氛95%Ar+5%H2作用下,以升温速率为1℃/min升温至100℃保温120min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(溴化十烃季胺+油酸)加入混合溶液,按体积比,溴化十烃季胺:油酸=1:0.5;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:2.0。
(3)将混合溶液以升温速率为2℃/min,缓慢升温至290℃保温200min,获得黑色混合溶液,随后冷却至120℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源羰基铁和钴源八羰基二钴,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.2,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为1:0.2。
(4)将混合溶液以升温速率为2℃/min升温至270℃后保温10min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比5:2的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比3:5的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为2:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复3次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为8000~12000rpm,每次离心时间在3min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeCo,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.90,XRD图谱如附图4所示。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1028.9Oe,饱和磁化强度Ms为91.0emu/g,磁滞回线如附图5所示。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌,TEM图像如附图6所示。对比文献Nano Letters 2014,14,6493-6498.在380℃下热处理得到该核壳纳米粒子的矫顽力是846Oe,与本实施例中结果相近。
实施例3:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体铜源氯化铜和金源氯金酸,两者的摩尔比例为0.1:1,并称量一定量的还原剂硼氢化钠,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:2。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(铜源+金源)和还原剂硼氢化钠加入装有溶剂三辛胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:20。在保护气氛高纯氩气Ar作用下,以升温速率为2℃/min升温至105℃保温100min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(溴化十烃季胺+油酸)加入混合溶液,按体积比,溴化十烃季胺:油酸=0.4:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:3.0。
(3)将混合溶液以升温速率为3℃/min,缓慢升温至300℃保温250min,获得黑色混合溶液,随后冷却至100℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源乙酰丙酮铁和钴源乙酸钴,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.7,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为1:0.5。
(4)将混合溶液以升温速率为5℃/min升温至260℃后保温20min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比5:4的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比5:5的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为3:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复4次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复4次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为8000~10000rpm,每次离心时间在4~8min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeCo,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.91,XRD图谱如附图7所示。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1093.1Oe,饱和磁化强度Ms为76.4emu/g,磁滞回线如附图8所示。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌,TEM图像如附图9所示。对比文献Nano Letters 2014,14,6493-6498.在380℃下热处理得到该核壳纳米粒子的矫顽力是846Oe,与本实施例中结果相近。
实施例4:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体铜源乙酰丙酮铜和金源四氯金酸钾,两者的摩尔比例为0.5:1,并称量一定量的还原剂1,2-十六烷二醇,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:2。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(铜源+金源)和还原剂1,2-十六烷二醇加入装有溶剂十八胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:25。在保护气氛高纯氮气N2作用下,以升温速率为10℃/min升温至110℃保温80min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+卵磷脂)加入混合溶液,按体积比,油胺:卵磷脂=0.3:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:4.0。
(3)将混合溶液以升温速率为5℃/min,缓慢升温至320℃保温150min,获得黑色混合溶液,随后冷却至90℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源油酸铁和钴源乙酰丙酮钴,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.5,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为1:1。
(4)将混合溶液以升温速率为1℃/min升温至200℃后保温30min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比4:5的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比5:4的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为4:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复4次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复4次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为8000~10000rpm,每次离心时间在6~8min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeCo,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.95。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1405.5Oe,饱和磁化强度Ms为92.5emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例5:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体锰源乙酸锰和镍源乙酸镍,两者的摩尔比例为0.3:1,并称量一定量的还原剂氢化铝锂,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:3。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(锰源+镍源)和还原剂氢化铝锂加入装有溶剂二十胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:30。在保护气氛高纯氩气Ar作用下,以升温速率为5℃/min升温至115℃保温50min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+单硬脂酸甘油酯)加入混合溶液,按体积比,油胺:单硬脂酸甘油酯=1:0.3;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:5.0。
(3)将混合溶液以升温速率为8℃/min,缓慢升温至340℃保温100min,获得黑色混合溶液,随后冷却至80℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末镍源乙酸镍和铁源油酸铁,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.4,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.5:1。
(4)将混合溶液以升温速率为8℃/min升温至245℃后保温40min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比2:5的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比5:2的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为5:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复5次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复3次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为8000~10000rpm,每次离心时间在3~10min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeNi,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.95。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1405.5Oe,饱和磁化强度Ms为92.5emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例6:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体锰源氯化锰和镍源硝酸镍,两者的摩尔比例为1:0.5,并称量一定量的还原剂氰基硼氢化钠,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:4。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(锰源+镍源)和还原剂氰基硼氢化钠加入装有溶剂油胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:25。在保护气氛95%Ar+5%H2作用下,以升温速率为8℃/min升温至120℃保温30min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(溴化十烃季胺+卵磷脂)加入混合溶液,按体积比,溴化十烃季胺:卵磷脂=1:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:2.0。
(3)将混合溶液以升温速率为10℃/min,缓慢升温至360℃保温30min,获得黑色混合溶液,随后冷却至60℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源乙酰丙酮铁和镍源硝酸镍,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:1,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.2:1。
(4)将混合溶液以升温速率为10℃/min升温至240℃后保温50min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比1:5的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比5:1的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为5:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复5次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复5次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为6000~12000rpm,每次离心时间在3~10min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeNi,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.95。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1500.8Oe,饱和磁化强度Ms为85.6emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例7:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体锰源乙酰丙酮锰和镍源硫酸镍,两者的摩尔比例为1:0.2,并称量一定量的还原剂1,2-十六烷二醇,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:3。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(锰源+镍源)和还原剂1,2-十六烷二醇加入装有溶剂十六胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛93%Ar+7%H2作用下,以升温速率为1℃/min升温至100℃保温30min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+油酸)加入混合溶液,按体积比,油胺:油酸=1:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:1.0。
(3)将混合溶液以升温速率为1℃/min,缓慢升温至280℃保温30min,获得黑色混合溶液,随后冷却至60℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源羰基铁和镍源硫酸镍,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为0.8:1,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.5:0.5。
(4)将混合溶液以升温速率为1℃/min升温至280℃后保温60min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比1:5的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比1:5的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为1:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复3次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为6000rpm,每次离心时间在3min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeNi,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.86。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为896.8Oe,饱和磁化强度Ms为163.8emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例8:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体锰源氯化锰和镍源氯化镍,两者的摩尔比例为0.5:1,并称量一定量的还原剂硼氢化钾,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:7。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(锰源+镍源)和还原剂硼氢化钾加入装有溶剂十八胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:30。在保护气氛高纯氩气作用下,以升温速率为10℃/min升温至120℃保温120min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+卵磷脂)加入混合溶液,按体积比,油胺:卵磷脂=0.1:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:5.0。
(3)将混合溶液以升温速率为10℃/min,缓慢升温至360℃保温300min,获得黑色混合溶液,随后冷却至120℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源氯化铁和镍源氯化镍,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:1,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.2:1。
(4)将混合溶液以升温速率为10℃/min升温至340℃后保温60min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比1:1的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比1:1的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为5:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复5次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复4次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为12000rpm,每次离心时间在10min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeNi,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.89。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1096.8Oe,饱和磁化强度Ms为185.8emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例9:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体锰源乙酰丙酮锰和镍源乙酰丙酮镍,两者的摩尔比例为0.8:1,并称量一定量的还原剂硼氢化钠,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:2。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(锰源+镍源)和还原剂硼氢化钠加入装有溶剂三辛胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:20。在保护气氛高纯氮气作用下,以升温速率为5℃/min升温至110℃保温75min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(溴化十烃季胺+油酸)加入混合溶液,按体积比,溴化十烃季胺:油酸=1:0.1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:3.0。
(3)将混合溶液以升温速率为5℃/min,缓慢升温至320℃保温150min,获得黑色混合溶液,随后冷却至90℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源油酸铁和镍源乙酰丙酮镍,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.7,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为1:0.2。
(4)将混合溶液以升温速率为5℃/min升温至300℃后保温30min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比5:1的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比5:1的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为1:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复4次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复4次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为9000rpm,每次离心时间在6min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeNi,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.90。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1206.7Oe,饱和磁化强度Ms为61.2emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例10:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体锰源乙酸锰和镍源氯化镍,两者的摩尔比例为0.7:1,并称量一定量的还原剂氰基硼氢化钠,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:1。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(锰源+镍源)和还原剂氰基硼氢化钠加入装有溶剂二十胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛93%Ar+7%H2作用下,以升温速率为10℃/min升温至120℃保温120min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+单硬脂酸甘油酯)加入混合溶液,按体积比,油胺:单硬脂酸甘油酯=1:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:1.0。
(3)将混合溶液以升温速率为1℃/min,缓慢升温至280℃保温300min,获得黑色混合溶液,随后冷却至60℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末锰源乙酸锰和铝源氯化铝,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为0.4:1,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.5:0.5。
(4)将混合溶液以升温速率为1℃/min升温至280℃后保温60min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比5:1的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比1:5的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为1:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复5次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为6000~12000rpm,每次离心时间在10min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-MnAl,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.92。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1231.8Oe,饱和磁化强度Ms为75.8emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例11:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体金源氯金酸和铜源氯化铜,两者的摩尔比例为1:0.7,并称量一定量的还原剂1,2-十六烷二醇,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:6。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(金源+铜源)和还原剂1,2-十六烷二醇加入装有溶剂十六胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛93%Ar+7%H2作用下,以升温速率为8℃/min升温至120℃保温120min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+油酸)加入混合溶液,按体积比,油胺:油酸=1:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:1.0。
(3)将混合溶液以升温速率为1℃/min,缓慢升温至280℃保温300min,获得黑色混合溶液,随后冷却至60℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末锰源氯化锰和铝源氯化铝,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.6,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为1:0.2。
(4)将混合溶液以升温速率为1℃/min升温至280℃后保温60min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比5:1的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比1:5的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为1:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复3次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为9000rpm,每次离心时间在10min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-MnAl,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.93。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1332.7Oe,饱和磁化强度Ms为71.5emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例12:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体金源四氯金酸钾和铜源乙酰丙酮铜,两者的摩尔比例为1:0.2,并称量一定量的还原剂1,2-十六烷二醇,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:9。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(金源+铜源)和还原剂1,2-十六烷二醇加入装有溶剂十六胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛93%Ar+7%H2作用下,以升温速率为1℃/min升温至100℃保温30min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+油酸)加入混合溶液,按体积比,油胺:油酸=1:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:1.0。
(3)将混合溶液以升温速率为1℃/min,缓慢升温至280℃保温30min,获得黑色混合溶液,随后冷却至60℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末锰源乙酰丙酮锰和铝源乙酰丙酮铝,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为0.8:1,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.5:0.5。
(4)将混合溶液以升温速率为1℃/min升温至280℃后保温60min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比1:5的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比1:5的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为1:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复3次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为6000rpm,每次离心时间在3min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-MnAl,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.94。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1231.8Oe,饱和磁化强度Ms为75.8emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例13:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体铁源氯化铁和铂源乙酰丙酮铂,两者的摩尔比例为0.5:1,并称量一定量的还原剂硼氢化钾,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:2。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(铁源+铂源)和还原剂硼氢化钾加入装有溶剂十八胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:30。在保护气氛高纯氩气作用下,以升温速率为10℃/min升温至120℃保温120min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+卵磷脂)加入混合溶液,按体积比,油胺:卵磷脂=0.1:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:5.0。
(3)将混合溶液以升温速率为10℃/min,缓慢升温至360℃保温300min,获得黑色混合溶液,随后冷却至120℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末锰源乙酰丙酮锰和镓源乙酸镓,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:1,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.2:1。
(4)将混合溶液以升温速率为10℃/min升温至340℃后保温60min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比1:1的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比1:1的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为5:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复5次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复5次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为12000rpm,每次离心时间在10min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-MnGa,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.95。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1450.5Oe,饱和磁化强度Ms为85.9emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例14:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体铁源硝酸铁和铂源氯铂酸,两者的摩尔比例为0.8:1,并称量一定量的还原剂硼氢化钠,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:2。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(铁源+铂源)和还原剂硼氢化钠加入装有溶剂三辛胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:20。在保护气氛高纯氮气作用下,以升温速率为5℃/min升温至110℃保温75min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(溴化十烃季胺+油酸)加入混合溶液,按体积比,溴化十烃季胺:油酸=1:0.1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:3.0。
(3)将混合溶液以升温速率为5℃/min,缓慢升温至320℃保温150min,获得黑色混合溶液,随后冷却至90℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末锰源乙酸锰和镓源氯化镓,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.7,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为1:0.2。
(4)将混合溶液以升温速率为5℃/min升温至300℃后保温30min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比5:1的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比5:1的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为1:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复4次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复4次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为9000rpm,每次离心时间在6min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-MnGa,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.90。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1460.8Oe,饱和磁化强度Ms为160.5emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例15:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体铁源硫酸铁和铂源氯铂酸钾,两者的摩尔比例为0.7:1,并称量一定量的还原剂氰基硼氢化钠,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:6。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(铁源+铂源)和还原剂氰基硼氢化钠加入装有溶剂二十胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛93%Ar+7%H2作用下,以升温速率为10℃/min升温至120℃保温120min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+单硬脂酸甘油酯)加入混合溶液,按体积比,油胺:单硬脂酸甘油酯=1:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:1.0。
(3)将混合溶液以升温速率为1℃/min,缓慢升温至280℃保温300min,获得黑色混合溶液,随后冷却至60℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末锰源氯化锰和镓源乙酰丙酮镓,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为0.4:1,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.5:0.5。
(4)将混合溶液以升温速率为1℃/min升温至200℃后保温60min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比5:1的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比1:5的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为1:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复5次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为6000~12000rpm,每次离心时间在10min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-MnGa,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.92。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1492.4Oe,饱和磁化强度Ms为126.8emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例16:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体铁源乙酰丙酮铁和铂源氯铂酸,两者的摩尔比例为0.2:0.3,并称量一定量的还原剂1,2-十六烷二醇,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:4。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(铁源+铂源)和还原剂1,2-十六烷二醇加入装有溶剂十六胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛93%Ar+7%H2作用下,以升温速率为1℃/min升温至100℃保温120min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+油酸)加入混合溶液,按体积比,油胺:油酸=0.2:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:1.0。
(3)将混合溶液以升温速率为10℃/min,缓慢升温至280℃保温200min,获得黑色混合溶液,随后冷却至60℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末锰源乙酸锰和镓源乙酰丙酮镓,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.5,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.5:0.5。
(4)将混合溶液以升温速率为10℃/min升温至280℃后保温15min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比5:1的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比1:5的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为1:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复3次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为6000~12000rpm,每次离心时间在10min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-MnGa,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.91。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1358.6Oe,饱和磁化强度Ms为143.8emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例17:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体铁源硫酸铁和铂源氯铂酸钾,两者的摩尔比例为0.2:1,并称量一定量的还原剂硼氢化钾,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:1。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(铁源+铂源)和还原剂硼氢化钾加入装有溶剂三辛胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛95%Ar+5%H2作用下,以升温速率为3℃/min升温至120℃保温100min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(溴化十烃季胺+油酸)加入混合溶液,按体积比,溴化十烃季胺:油酸=0.8:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:4.1。
(3)将混合溶液以升温速率为7℃/min,缓慢升温至320℃保温300min,获得黑色混合溶液,随后冷却至120℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源氯化铁和钴源乙酰丙酮钴,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.8,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.2:1。
(4)将混合溶液以升温速率为1℃/min升温至220℃后保温60min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比1:5的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比5:1的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为5:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复5次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复5次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为6000~12000rpm,每次离心时间在3~4min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeCo,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.93。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1434.5Oe,饱和磁化强度Ms为120.7emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例18:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体金源氯金酸和铜源乙酰丙酮铜,两者的摩尔比例为1:0.4,并称量一定量的还原剂硼氢化钠,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:3。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(金源+铜源)和还原剂硼氢化钠加入装有溶剂十八胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛高纯氩气Ar作用下,以升温速率为5℃/min升温至110℃保温30min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+卵磷脂)加入混合溶液,按体积比,油胺:卵磷脂=1:0.1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:3.8。
(3)将混合溶液以升温速率为9℃/min,缓慢升温至360℃保温100min,获得黑色混合溶液,随后冷却至110℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源氯化铁和钴源乙酰丙酮钴,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.8,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为1:0.9。
(4)将混合溶液以升温速率为7℃/min升温至240℃后保温10min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比3:4的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比1:4的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为2:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复4次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为7000~10000rpm,每次离心时间在3~7min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeCo,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.86。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为952.8Oe,饱和磁化强度Ms为85.2emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例19:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体锰源乙酸锰和镍源乙酰丙酮镍,两者的摩尔比例为1:0.1,并称量一定量的还原剂1,2-十六烷二醇,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:5。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(锰源+镍源)和还原剂1,2-十六烷二醇加入装有溶剂二十胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛高纯氮气N2作用下,以升温速率为7℃/min升温至117℃保温70min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+单硬脂酸甘油酯)加入混合溶液,按体积比,油胺:单硬脂酸甘油酯=1:0.5;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:1.9。
(3)将混合溶液以升温速率为1℃/min,缓慢升温至300℃保温20min,获得黑色混合溶液,随后冷却至90℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源氯化铁和钴源乙酰丙酮钴,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.8,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为1:0.2。
(4)将混合溶液以升温速率为5℃/min升温至260℃后保温40min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比5:2的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比4:1的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为3:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复4次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复5次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为7000~8000rpm,每次离心时间在5~7min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeCo,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.93。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1168.4Oe,饱和磁化强度Ms为106.8emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例20:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体铁源氯化铁和铂源氯铂酸,两者的摩尔比例为0.9:1,并称量一定量的还原剂氢化铝锂,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:3。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(铁源+铂源)和还原剂氢化铝锂加入装有溶剂油胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛93%Ar+7%H2作用下,以升温速率为10℃/min升温至105℃保温50min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(溴化十烃季胺+卵磷脂)加入混合溶液,按体积比,溴化十烃季胺:卵磷脂=1:0.1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:5.0。
(3)将混合溶液以升温速率为3℃/min,缓慢升温至340℃保温30min,获得黑色混合溶液,随后冷却至70℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末铁源氯化铁和镍源硝酸镍,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.8,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.9:1。
(4)将混合溶液以升温速率为4℃/min升温至265℃后保温60min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比3:5的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比2:5的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为4:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复5次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复3次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为9000rpm,每次离心时间在5~9min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-FeNi,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.93。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1069.5Oe,饱和磁化强度Ms为86.5emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
实施例21:
(1)首先采用电子天平称量晶种核心金属前驱体金源四氯金酸钾和铜源乙酰丙酮铜,两者的摩尔比例为0.3:0.8,并称量一定量的还原剂氰基硼氢化钠,还原剂用量理论值与实际值的比例关系为1:1。
(2)将称量好的晶种核心金属前驱体粉末(金源+铜源)和还原剂氰基硼氢化钠加入装有溶剂十六胺的三颈烧瓶中,其中晶种核心金属前驱体和溶剂的摩尔比为1:10。在保护气氛95%Ar+5%H2作用下,以升温速率为8℃/min升温至113℃保温60min,进行去除水分处理,随后将表面活性剂(油胺+油酸)加入混合溶液,按体积比,油胺:油酸=0.8:1;按摩尔比,溶剂:表面活性剂=10:2.2。
(3)将混合溶液以升温速率为4℃/min,缓慢升温至350℃保温120min,获得黑色混合溶液,随后冷却至80℃,向混合溶液中加入外壳金属前驱体粉末锰源乙酰丙酮锰和镓源氯化镓,外壳金属前驱体粉末与晶种核心金属前驱体粉末中金属摩尔比为1:0.4,外壳金属前驱体中两种金属离子的摩尔比例为0.5:1。
(4)将混合溶液以升温速率为9℃/min升温至235℃后保温50min,冷却至室温,获得黑色混合溶液。
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比2:3的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比3:2的混合溶剂;首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为3.2:1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3次;之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复5次;最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;所述离心分离的离心机转速为7500~10000rpm,每次离心时间在6~9min。
利用x射线衍射仪表征产物的物相为L10-MnGa,其中含有有序相特征峰(001)、(110)和(002),有序度为0.92。采用振动样品强磁计测量产物的室温下的磁滞回线,其矫顽力Hc为1086.7Oe,饱和磁化强度Ms为96.5emu/g。通过场发射透射电镜观察产物形貌为均匀分散的核壳形貌。
通过上述实施例可以看出,通过利用有序纳米粒子界面诱导成功合成了L10-FeCo、L10-FeNi、L10-MnAl、L10-MnGa纳米材料,该核壳纳米材料具有优异的分散性、高的有序度和优异的磁性能。
Claims (10)
1.一种界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:称量晶种核心金属前驱体和还原剂;
S2:将晶种核心金属前驱体加入到溶剂中,在保护气氛作用下进行除水处理,除水处理后加入表面活性剂,形成混合溶液;
S3:将混合溶液升温至第一反应温度保温,进行生成晶种核心的反应,之后冷却,称量并加入外壳金属前驱体;
S4:将混合溶液升温至第二反应温度保温,进行生成外壳的反应,之后冷却至室温,对混合溶液进行离心清洗,获得黑色粉体,即所述有序L10结构永磁纳米粒子;
所述晶种核心金属前驱体为能构成高有序结构L10金属合金的两种金属的金属源混合物;所述外壳金属前驱体为构成要制备的有序L10结构永磁纳米粒子的两种金属的金属源混合物;
所述还原剂的总加入量不小于理论加入量,所述还原剂的理论加入量为能将晶种核心金属前驱体和外壳金属前驱体全部还原的还原剂加入量。
2.根据权利要求1所述的界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法,其特征在于,所述能构成高有序结构L10金属合金的两种金属为AuCu、MnNi或FePt,所述构成要制备的有序L10结构永磁纳米粒子的两种金属为FeCo、FeNi、MnAl或MnGa;
所述晶种核心金属前驱体中的两种金属离子摩尔比为(0.1~1):(0.1~1);
所述外壳金属前驱体中的两种金属离子摩尔比为(0.2~1):(0.2~1)。
3.根据权利要求2所述的界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法,其特征在于:
所述晶种核心金属前驱体中:金源为氯金酸HAuCl4、四氯金酸钾KAuCl4的一种或几种,铜源为乙酰丙酮铜Cu(acac)2、乙酸铜Cu(Ac)2、氯化铜CuCl2的一种或几种,锰源为乙酸锰Mn(Ac)2、氯化锰MnCl2、乙酰丙酮锰Mn(acac)2的一种或几种,镍源为乙酸镍Ni(Ac)2、硝酸镍Fe(NO3)3、硫酸镍Fe2(SO4)3、氯化镍NiCl2、乙酰丙酮镍Ni(acac)2的一种或几种,铁源为氯化铁FeCl3、硝酸铁FeNO3、硫酸铁Fe2(SO4)3、乙酰丙酮铁Fe(acac)3的一种或几种,铂源为氯铂酸H2PtCl6、乙酰丙酮铂Pt(acac)2、氯钾铂酸K2PtCl6的一种或几种;
所述外壳金属前驱体中:铁源为氯化铁FeCl3、羰基铁Fe(CO)5、乙酰丙酮铁Fe(acac)3、油酸铁C54H99FeO6中的一种或几种;钴源为乙酰丙酮钴Co(acac)2、八羰基二钴Co2(CO)8、乙酸钴Co(Ac)2中的一种或几种;镍源为乙酸镍Ni(Ac)2、硝酸镍Fe(NO3)3、硫酸镍Fe2(SO4)3、氯化镍NiCl2、乙酰丙酮镍Ni(acac)2的一种或几种;锰源为乙酸锰Mn(Ac)2、氯化锰MnCl2、乙酰丙酮锰Mn(acac)2的一种或几种;铝源为氯化铝AlCl3、乙酰丙酮铝Al(acac)3的一种或几种;镓源为乙酸镓Ga(Ac)2、氯化镓GaCl2、乙酰丙酮镓Ga(acac)2的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法,其特征在于,所述外壳金属前驱体中金属离子总量与晶种核心金属前驱体中金属离子总量的摩尔比为(0.4~1):(0.2~1)。
5.根据权利要求1所述的界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法,其特征在于,所述步骤S2中,溶剂为十六胺C16H35N、三辛胺C24H51N、十八胺C18H39N、二十胺C20H43N、油胺C18H37N中的一种或几种;
表面活性剂为溴化十烃季胺C16H38Br2N2、卵磷脂C42H80NO8P、单硬脂酸甘油酯C21H42O4、油胺C18H37N和油酸C18H34O2中的两种物质混合,表面活性剂的两种物质按体积比(0.1~1):(0.1~1)混合后加入;
晶种核心金属前驱体中的金属离子与溶剂的摩尔比为1:(10~30),溶剂与表面活性剂的摩尔比为10:(1.0~5.0)。
6.根据权利要求1所述的界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法,其特征在于,所述还原剂为硼氢化钾KBH4、硼氢化钠NaBH4、1,2-十六烷二醇C16H34O2、氢化铝锂LiAlH、氰基硼氢化钠CH3BNNa中的一种或几种;所述还原剂按以下两种方法中的一种加入:
方法A:在步骤S3的生成晶种核心的反应之前加入所有还原剂;
方法B:在步骤S3的生成晶种核心的反应之前加入第一部分还原剂,第一部分加入量不小于能够将晶种核心金属前驱体全部还原的还原剂量,在步骤S4的生成外壳的反应之前加入第二部分剩余还原剂。
7.根据权利要求1所述的界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法,其特征在于,所述步骤S2中,保护气氛为93%Ar+7%H2、95%Ar+5%H2、高纯氩气Ar或高纯氮气N2的一种;
除水处理的方法为在保护气氛作用下,以升温速率为1~10℃/min升温至100~120℃保温30~120min。
8.根据权利要求1所述的界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法,其特征在于,所述步骤S3中,第一反应温度为280~360℃,保温时间为30~300min,冷却温度为60~120℃;所述步骤S4中,第二反应温度为200~300℃,保温时间为10~60min。
9.根据权利要求1所述的界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法,其特征在于,所述步骤S3和步骤S4中,将混合溶液升温至反应温度的升温速率为1~10℃/min。
10.根据权利要求1所述的界面诱导合成有序L10结构永磁纳米粒子的方法,其特征在于,所述步骤S4中对混合溶液进行离心清洗获得黑色粉末的方法为:
采用两种混合溶剂进行离心清洗,混合溶剂A为无水乙醇和氯仿按体积比(1~5):(5~1)的混合溶剂,混合溶剂B为去离子水和无水乙醇按体积比(1~5):(5~1)的混合溶剂;
首先通过混合溶剂A清洗混合溶液,混合溶剂A:混合溶液的体积比为(1~5):1,然后进行离心分离,离心分离后倒掉上层液体,获得黑色粉体;
然后用混合溶剂A清洗黑色粉体并离心分离,重复3~5次;
之后采用混合溶剂B和混合溶剂A轮流对黑色粉体进行清洗和离心分离,重复3~5次;
最终将最后一次清洗并离心分离后的黑色粉体存于无水乙醇中;
所述离心分离的离心机转速为6000~12000rpm,每次离心时间在3~10min。
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