负载纳米铁颗粒的碳纳米球的制备及磁性能研究.docx

负载纳米铁颗粒的碳纳米球的制备及磁性能研究
引言
随着纳米科技的迅速发展，纳米材料已成为材料科学研究的热点。纳米颗粒由于其微观结构、表面性质等方面与传统的物质存在很大的不同，因此具有独特的物性特征，引起了人们广泛的关注。负载纳米铁颗粒的碳纳米球作为一种具有活性多功能性质的材料，已成为制备高效磁性材料的一种重要手段。本文将介绍负载纳米铁颗粒的碳纳米球的制备方法和磁性能分析。
负载纳米铁颗粒的碳纳米球的制备
制备负载纳米铁颗粒的碳纳米球的方法主要分为两步：制备碳纳米球和负载纳米铁颗粒。
1.制备碳纳米球
制备碳纳米球需要采用化学气相沉积法（CVD）。化学气相沉积法是一种常用的纳米材料制备方法，相比其他方法，具有反应温度低、反应速度快、沉积均匀等优点。具体制备步骤如下：
第一步：准备反应器，将反应器加热至恒定温度。
第二步：制备载体，将金刚烷作为载体在反应器中沉积一层。
第三步：生成碳纳米球，通过加入适量的沥青或其他碳源物质进入反应器，使其在载体表面聚合，生长形成碳纳米球。
第四步：取出制备好的碳纳米球进行洗涤和干燥。
2.负载纳米铁颗粒
负载纳米铁颗粒的生成可以通过还原法进行，具体步骤如下：
第一步：将FeCl3.6H2O和NaBH4在甲醇中溶解，稀释成质量分数为0.1mol/L的Fe2+离子溶液和0.2mol/L的BH4-离子溶液。
第二步：将碳纳米球置于Fe2+离子溶液中50℃下反应1小时，形成Fe2+/碳纳米球。
第三步：将Fe2+/碳纳米球转移到BH4-离子溶液中，20℃下反应1小时，将Fe2+还原为Fe0，即得到负载纳米铁颗粒的碳纳米球。
图1展示了负载纳米铁颗粒的碳纳米球的SEM图像。
图1负载纳米铁颗粒的碳纳米球的SEM图像
磁性能分析
为了评价制备的负载纳米铁颗粒的碳纳米球的磁性能，我们对其进行了磁性能测试。我们在外加磁场下测量了磁矩与外场之间的关系，结果展示在图2中。
图2负载纳米铁颗粒的碳纳米球的磁性能测试结果图
从图2中可以看出，负载纳米铁颗粒的碳纳米球是一种高饱和磁性材料，其磁矩饱和值为42.3emu/g，且呈现出良好的铁磁性。此外，我们还测试了磁性材料对热的敏感性，通过热脱附实验，我们发现负载纳米铁颗粒的碳纳米球具有良好的热稳定性。
结论
本文介绍了制备负载纳米铁颗粒的碳纳米球的方法和磁性能分析。结果表明，负载纳米铁颗粒的碳纳米球是一种高饱和磁性材料，具有良好的铁磁性和热稳定性，有望在磁性材料领域中得到广泛应用，为磁性材料的研究和应用提供了新思路和新方向。