[發明專利]聯動激光合成氧化鐵納米顆粒的方法

有效

• 申請號: 201210528392.X
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103058282A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 邵玉苓;杜希文;崔蘭
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C01G49/06
• 分類號: C01G49/06;B82Y40/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張宏祥

技術領域

本發明是關于納米材料的，特別涉及一種采用聯動激光工藝制得氧化鐵納米顆粒的方法。

背景技術

鐵是世界上最豐富的金屬元素之一，跟人類的生活和生產息息相關。鐵及氧化鐵納米顆粒在磁性和催化領域具有的潛在應用使得鐵基納米結構材料的合成得到研究者的重視。目前制備納米結構有諸多的合成工藝，比如溶膠凝膠法、水熱法、電弧法、化學氣相沉積法等。與這些傳統的化學合成法相比，激光法因具有操作簡單、實驗周期短、產物中雜質引入少、綠色環保等一系列的優點而受到越來越多科學研究者的青睞。

根據激光作用對象的不同，可以將激光法分為激光燒蝕法和激光化學法。激光燒蝕法是目前利用激光法合成納米材料采用較多的方法，它是指利用一束高能量的激光光束輻照氣相或者液相中的固體靶材，制備納米顆粒或薄膜的方法。而激光化學法則是指利用激光對物質產生的光解作用或熱作用，引發化學反應，產生新材料的方法。與激光燒蝕法的不同之處在于，它是利用激光作用氣體分子或是溶液分子使分子產生活性基團，進而誘導體系中的化學反應。人們已經利用這兩種激光法合成出了多種納米結構，例如：K.Y.Niu^等人(K.Y.Niu,J.Yang,S.A.Kulinich,et?al,Morphology?Control?of?Nanostructures?via?Surface?Reaction?ofMetal?Nanodroplets.J.AM.CHEM.SOC.2010,132,9814-9819.^{）就全面研究了激光液相燒蝕法中金屬液滴和周圍介質之間的界面反應對產物結構和組成的影響，實現了納米結構的可控合成。}K.Hayakawa等人（Kazutaka?H,Tomokazu?Y?&?Esumi?K,Preparation?of?Gold-Dendrimer?Nanocomposites?by?Laser?Irradiation?and?Their?CatalyticReduction?of?4-Nitrophenol.Langmuir,2003,19:5517-5521.）利用532nm納秒激光作用氯金酸和PAMAM的水溶液，制備出了Au納米顆粒。E.Ye等人（Ye?E,Liu?B?&?Fan?W?Y，Preparation?ofGraphite-Coated?Iron?Nanoparticles?Using?Pulsed?Laser?Decomposition?of?Fe3(CO)12?and?PPh3in?Hexane,Chem.Mater.,2007,19:3845-3849.）利用355nm納秒脈沖激光作用Fe₃(CO)₁₂、PPh₃和正己烷的混合溶液，制備出了具有超高順磁性的石墨碳包覆的鐵納米顆粒。C.Fauteux等人（Fauteux?C,Longtin?R,Pegna?J?&?Therriault?D,Fast?Synthesis?of?ZnO?Nanostructures?byLaser-Induced?Decomposition?of?Zinc?Acetylacetonate,Inorg.Chem.,2007,46:11036-11047.）利用連續波長的CO₂激光作用水合乙酰丙酮鋅、水、乙醇、2-氨基乙醇的混合溶液，制備出了ZnO納米結構，研究發現激光作用時間較短時，產物為ZnO納米顆粒，作用時間較長時，產物為ZnO納米棒或納米線結構；作用Zn[CH₃CO₂]₂·2H₂O水和2-氨基乙醇的混合溶液后，除ZnO納米顆粒和納米棒以外，還制備出了針狀和球狀結構納米ZnO（Fauteux?C,Khakani?M?A,Pegna?J?&?Therriault?D,Influence?of?solution?parameters?for?the?fast?growth?of?ZnOnanostructures?by?laser-induced?chemical?liquid?deposition,Appl?Phys?A,2009,94:819–829.）。但是這些工作都是在單種激光下完成的，利用聯動激光制備納米結構的研究還較少。