核壳纳米磁性材料的研究现状及应用前景.pdfVIP

核壳纳米磁性材料的研究现状及应用前景／耿中荣等 ·67 · 核壳纳米磁性材料的研究现状及应用前景 耿中荣，李 钰，严仁杰 (兰州交通大学机电工程学院，兰州 730070) 摘要 从核壳结构的壳层材料、纳米粒子的磁性机理两个方面对磁性核壳纳米材料进行论述。对壳层材料分 别为金属、氧化物和有机物的核壳纳米磁性粒子的常用制备方法进行了分析探讨。根据不同结构铁／铁氧化物的磁 性随时间变化的研究，总结磁性纳米粒子性能随时间变化的原因。对其应用前景和当前合成核壳纳米磁性粒子存在 的主要 问题进行 了展望 。 关键词 核壳结构 纳米粒子 磁性材料 合成 复合材料 中图分类号：TB83 文献标识码 ：A · ResearchStatusandApplicationProspectsofM agneticCore-ShellNanocomposites GENGZhongrong，LIYu，YANRenjie (SchoolofMechatronicEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070) Abstract Theshellmaterialandtherelevantmagneticmechanismsofthemagneticcore-shellnanocomposites arereviewedindetail．Thecommonpreparationmethodsoftheshellmaterialmadeofmetals，oxidesandorganicare analyzedanddiscussed,Thechangesofmagneticperformancewiththetimesarediscussedandsummarized．Finally， boththeapplication prospectsand themain issuesonthecurrentcore-shellmagneticnanopartielespreparation are prospected． Keywords core-shel1structure，nanoparticles，magneticmaterials，synthesis，composites 核壳结构是一种纳米材料通过化学键、库仑静电引力等 机理、吸附层媒介作用机理、过饱和度机理等。 相互作用包覆在另一种纳米材料上形成的纳米尺度的有序 根据壳层材料的不同，可 以分为有机壳层和无机壳层， 组装结构，集无机、有机、纳米粒子诸多特异性质于一体[1]。 常用的有机壳层材料为表面活性剂、壳聚糖[4及其他高分子 通过改变和增加壳层材料的成分，赋予纳米材料两种或两种 聚合物[等，无机壳层通常为 Si02[、Ti02 、C_8]、贵金属以 以上光、电、磁、催化与稳定等多功能复合性质。核壳结构的 及金属的氧化物[9]等。siO2和Au被广泛用作核壳结构的壳 纳米包覆粒子还可产生新的特性：调整纳米粒子的表面特性 层材料。siO。是用于修饰磁性纳米粒子表面的理想材料之 以改变其表面电荷密度、官能团、表面活性、生物相容性、稳 一 ，这是由于SiOz[1明具有下列优点：可以减小磁性纳米粒子 定及分散性；以及将外壳材料特有的催化活性、电磁性能和 之间的偶极相互作用，增加核粒子的分散稳定性；具有优 良 光学性质等赋予内核微粒 ，产生不 同于原成分 的新特性[3]。 的生物相容性、亲水性以及非常好的化学稳定性和胶体稳定 随着人们对纳米材料认识的不断深入，对其研究从制备简单 性，能够有效地降低核粒子的电导率。图1为 Zhang等口u通 的纳米颗粒向设计和可控合成具有特定功能的复合纳米材