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第9卷第1期衡水学院学报Vol.9,No.1

2007年3月JournalofHengshuiUniversityMar.2007

磁性纳米材料的制备及应用新进展

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①程敬泉,高政,周晓霞,张兆志
(1.衡水学院应用化学系,河北衡水053000;2.衡水学院教务处,河北衡水053000)

摘要:综述了磁性纳米材料的制备方法,如机械球磨法、水热法、微乳液法、超声波法等,归纳了各种制备方法的优缺点.对
磁性纳米材料当前的应用热点进行了概述,并对其研究前景进行了展望.
关键词:磁性纳米材料;制备;应用
中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:1673-2065(2007)01-0101-03

20世纪70年代人们利用共沉淀法制备出了磁磁流体的制备方法有物理法和化学法.物理法
性液体材料,1988年巨磁电阻效应的发现,引起了又可分为研磨法、热分解法、超声波法、机械合成法、
世界各国的关注,掀起了纳米磁性材料的开发和应等离子CVD法等;化学法又可分为气相沉积法、水
用研究热潮.纳米磁性材料大致可分为3大类:一是热合成法、溶胶凝胶法、溶剂蒸发法、热分解法、微乳
纳米颗粒,二是纳米微晶,三是纳米结构材料[1].纳液法及化学沉降法等.各种方法各具优缺点,根据不
米磁性材料的磁单畴尺寸、超顺磁磁性临界尺寸、交同的需求选择不同的制备方法.
换作用长度等在1～100nm范围内,具有奇异的超1.1.1物理法
顺磁性和较高的矫顽力[2-3].20nm的纯铁微粒的(1)研磨法
矫顽力是大块铁的1000倍;当粒径在50～200nm研磨法一般是在表面活性剂存在下,研磨几周
之间时,矫顽力和饱和磁化强度均达到最大值,且具制得.此法耗能高,制备的微粒粒径分布不均一.姜
有单畴特性.继森等[8]利用高能研磨法制备了锌铁氧体纳米晶.

近年来随着计算机技术的飞速发展,记录的信其原理是将粉碎的磁性微粒Fe3O4和表面活性剂添
息量也在不断增加.以超微粒作记录单元,可使记录加到载液中,在球磨机中经过长时间(1000h左右)球
密度大大提高[4].磁性纳米微粒尺寸小、单畴结构磨,其中部分微粒稳定地分散在载液中,再在高速离心机
矫顽力高,用它制作磁记录材料,可以提高信噪比,中处理几十分钟,除去直径大于2.5×10-8m的粒子.该
改善图像质量.法工艺简单,但材料利用率低,球磨罐及球的磨损严
1磁性纳米材料的制备重,杂质较多,成本昂贵,还不能得到高浓度的磁流
1.1磁流体的制备体,因而实用差.
磁性流体,简称磁流体,指的是吸附有表面活性(2)热分解法
剂的磁性微粒在基液中高度弥散分布而形成的稳定在载液中加入表面活性剂和金属羰基化合物
胶体体系[5].它由3部分组成:磁性粒子、基液(也(如Ni,Co,Fe,Fe-Co,Ni-Fe)进行回流,羰基化
叫载液)和表面活性剂(稳定剂)[6].其中铁磁性颗合物便分解生成磁性超微金属粒子,吸附表面活性

粒一般选取Fe304、铁、钴、镍等磁性好的超细颗粒.剂后分散到载液里形成金属磁流体.该法产生的CO
正是由于铁磁性颗粒分散在载液中,因而磁流体呈气体会污染环境,不适宜规模生产.
现磁性.最常用的稳定剂有油酸、丁二酸、氟醚酸,能(3)超声波法
够防止磁性颗粒相互聚集,即使在重力、电、磁等力超声波法合成磁流体在纳米颗粒的合成中报道
作用下磁流体亦能长期稳定存在,不产生沉淀.载液很多,Kenneth利用超声波法合成了铁流体.在此体
种类很多,可以是水、煤油和汞等[7].系中,加入了高分子物质作稳定剂,将易挥发的金属

①收稿日期:2006-11-20
作者简介:程敬泉(1969-),女,河北故城县人,衡水学院应用化学系讲师,博士.

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102衡水学院学报第9卷

有机物Fe(CO)5在纯氧的条件下超声处理,制得粒聚合法难以找到引发点、形成理想的合成聚合场所
径分布均一的磁流体.的缺点.刘学涌等[14]报道了热敏性高分子包覆的磁
1.1.2化学法性微球的合成,采用分散聚合法合成了FeO/P(St
化学沉淀法是最经济的制备纳米磁流体的方-NIPAM)微球(St-苯乙烯,NIPAM-N-异丙基丙
法,化学沉淀法是用Fe2+和Fe3+盐在碱性条件下混烯酞胺).该法简便、快速,微粒同时还具有热敏性.

合搅拌得到超顺磁性Fe3O4晶体沉淀的方法.其它2磁性纳米材料的应用
的二价过渡金属盐如Mn2+,Ni2+,Zn2+,Cu2+也可磁性纳米材料是当今世界材料领域的研究热点
代替Fe2+用于磁流体的制备.具体操作方法如下:之一,在高密度磁记录