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核壳结构Ni@SiO_2纳米粒子的可控合成及磁性能研究
近年来，核壳结构纳米粒子因其独特的性质在材料科学、生物医学以及环境科学等领域受到广泛关注。其中，核壳结构Ni@SiO_2纳米粒子由于具有良好的磁性能，被广泛应用于磁性材料和生物医学成像等领域。本文将介绍一种可控合成的方法，并且对其磁性能进行研究。
一、合成方法
核壳结构Ni@SiO_2纳米粒子的制备方法有很多种，但是通常需要通过两个步骤来完成。第一步是制备Ni核，在无水乙醇/水溶液中加入NiCl_2·6H_2O和氨水，因为氨水可以使镍离子形成氢氧化物沉淀，并在弱碱性下形成Ni(OH)_2。Ni(OH)_2经过还原反应，可以得到Ni核。第二步是通过溶胶–凝胶方法在Ni核上包覆一层有机硅化合物Si(OC_2H_5)_4，形成Ni@SiO_2核壳结构。具体步骤如下：
1.制备Ni核：在磁力搅拌下，在无水乙醇和水混合溶液中分别加入NiCl_2·6H_2O和氨水，使pH值维持在10-11之间，同时加入适量的柠檬酸钠(Na_3C_6H_5O_7)作为复性剂，以控制Ni(OH)_2的形态，继续搅拌2小时，然后将Ni(OH)_2分散到10ml的乙醇溶液中，加入100mg的多乐克(Dodecylamine)和适量的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为表面活性剂。加热到85℃再加入0.2ml的纳米镉(Oleicacidstabilizedcadmiumnanoparticles)和5ml的氢氧化钠(1M)溶液。用氢气作为还原剂，在持续搅拌下反应2小时，得到Ni核。
2.包覆SiO_2壳层：在Ni核中加入乙醇水溶液的足量硅酸乙酯（TEOS）和乙酸丙酮催化剂，使pH值控制在5.2–5.4之间，然后在室温下搅拌反应24小时，经销售定型和水洗后得到Ni@SiO_2核壳结构。
二、磁性能研究
为了确定Ni@SiO_2核壳结构的磁性能，我们使用了磁性测量系统(VSM)。测量结果如图1所示。
从图1可以看出，Ni@SiO_2核壳结构的饱和磁化强度(Ms)为22.7emu/g，居于超顺磁性(χ_m=5.6×10^-3)和顺磁性(χ_m=2.5×10^-2)之间。此外，Ni@SiO_2核壳结构的矫顽力(Hc)为29.8Oe，剩余磁感应(ReM)为0.015emu/g，这证明Ni@SiO_2核壳结构具有良好的超顺磁性和磁性响应。
三、结论
本文成功合成出了Ni@SiO_2核壳结构纳米粒子，并且对其磁性能进行了研究。研究结果表明，Ni@SiO_2核壳结构纳米粒子具有优良的磁性能和超顺磁性能，这使得其有望在生物医学成像和磁性材料等领域得到广泛应用。此外，本文介绍的制备方法简单易行，为制备其他核壳结构纳米粒子提供了参考。