《新型鐵系磁性晶態複合材料的結構設計和可控制備》是依託北京理工大學，由曹敏花擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：新型鐵系磁性晶態複合材料的結構設計和可控制備
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：曹敏花
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁性材料在電子、信息、航空航天等領域具有重要套用，已成為當今化學、物理學、材料與生命科學等多學科交叉研究的熱點領域。本項目主要以磁性材料的吸波性能為導向，以磁性複合材料為研究對象，以巨觀磁學性能與微觀(電子和聚集態)結構之間內在關係為主線，開展鐵系磁性晶態複合材料的結構設計、可控制備及其功能特性研究。具體內容包括：(i)鐵系磁性晶態材料的控制製備方法學與磁學性質研究；(ii)鐵系磁性組分-石墨烯複合吸波材料的結構設計策略研究；(iii)鐵系磁性組分-石墨烯複合吸波材料的結構與性能間的構效關係。開發磁學性能優異的晶態材料的結構最佳化與可控制備新途徑；獲得鐵系磁性組分與石墨烯層間的界面物理/化學作用行為及其對吸波性能的影響規律；探明鐵系磁性組分-石墨烯複合結構對吸波性能（介電常數與磁參數）的影響規律，闡明複合結構的吸波機制，為開發吸收頻頻寬、兼容性好、吸收強、質量輕的新型吸波材料提供技術支撐。
結題摘要
該項目現已完成了預定研究計畫，取得的主要成果有：發表了SCI論文40篇，其中，發表在Chem. Mater.、J. Mater. Chem.、Nanoscale、Chem. Eur. J.、Chem. Commu.等影響因子4以上的學術期刊21篇；項目執行期間，“功能無機物的納微結構調控與特性研究”項目獲2011年度教育部高等學校自然科學獎一等獎；三年內共培養博士生4名，碩士生4名。該項目的順利完成為今後的研究工作奠定了堅實的研究基礎。具體工作與取得的進展概述如下： 採用樹枝形α-Fe2O3納米結構為前軀體，通過控制反應條件（如煅燒溫度、氣氛及反應時間），分別得到了Fe3O4、γ-Fe2O3、Fe三種不同的物相，並且都保持了前驅體的樹枝型形貌，這三種產物均在2-18 GHz區間內有較強的吸收，而且隨著厚度的增加，吸收頻帶均向低頻帶方向移動；採用溶劑熱方法和隨後的熱處理成功地合成了球形Ni/C和CoNi/C塊體材料，吸波性能測試表明，Ni/C 塊體材料（鎳的擔載量為10-30%）在2-18 GHz範圍內，呈現極強的微波吸收，其中鎳的擔載量為18.2%的樣品在13.7GHz處具有最大的微波吸收值（23.6 dB）,而CoNi/C在7.7 GHz波段處，吸收強度可達50.2 dB；採用一步法在乙二醇溶劑中，由氧化石墨出發直接合成了鎳/石墨烯複合材料，鎳納米粒子的尺寸大約是50-100 nm，並且均勻分散於石墨烯薄片上，呈單分散狀態，該材料對雷達波有一定的吸收，同時該複合物對高氯酸胺熱分解具有很好的催化效果；在水溶液體系中，採用抗壞血酸輔助一步法合成了Fe3O4/石墨烯納米複合材料，Fe3O4納米粒子均勻分散在石墨烯納米片上，尺寸大約為10 納米，磁性測量表明，Fe3O4/石墨烯複合材料呈現超順磁特性，而且呈現良好的電化學性能；採用抗壞血酸為還原劑和包覆劑合成了高比表面積的Fe3O4納米粒子，並具有良好的吸附砷離子的作用；採用水熱-退火兩步法方法分別合成了大孔NiCo2O4 納米片、介孔Co3O4 納米片束、Co1.29Ni1.71O4 微米花/納米棒/納米粒子,它們表現出優秀的電化學性能，其中 NiCo2O4 納米片對氧還原具有較高的電催化活性，Co3O4和Co1.29Ni1.71O4的儲鋰性能較為突出；採用溶液法合成了幾種基於碳/石墨烯的複合納米材料，如Mn3O4/石
