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《北京化工大学》 2002年
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含铁纳米粒子的制备及其传感性能研究

任雯  
【摘要】:本文分别采用激光气相法和溶胶凝胶法制备了Fe/C、Fe/O及其复合粒子。深入研究了Fe/C、Fe/O及其复合粒子的可控合成及稳定分散,并对所得产品的物化性能进行了表征。 采用激光气相法可通过控制实验参数而制得理想的纳米粒子,这些实验参数主要包括激光功率密度、反应气配比、反应压力、气体(反应气及载气)流速等。本文较为详细地研究了激光气相法制备Fe/C、Fe/O纳米粒子的实验工艺条件。实验结果表明,产品Fe/C粒子的粒径范围在10~20nm,Fe/O粒子的粒径范围为4~10nm。产品具有粒度小,粒子形状规则,纯度高等优点。该方法工艺简单易操作且具有较好的工业应用前景。另外还对反应所得γ-Fe_2O_3纳米粒子进行了热处理研究,实验中发现产品粒径和晶型自295℃起发生变化,开始出现α-Fe_2O_3,且粒子粒径有所增大。直至528℃完全转化为α-Fe_2O_3,粒径为原来的10倍。但产品粒子依然分散性良好,粒径均一。 本文进一步开展了Fe_2O_3以及其SiO_2复合粒子的溶胶凝胶法制备研究。溶胶凝胶法制备的Fe_2O_3粒径在200nm左右,Fe_2O_3/SiO_2粒径在100nm左右,可在一定范围内得到均一、单分散的粒子。溶胶凝胶法具有容易控制组分、粒径和形貌可控性强、纯度高等优点,而且方法简单、成本低。实验制得的粒子分散性好,粒度分布比较窄。 对实验中得到的纳米粒子样品的传感性能进行了初步探索研究。实验结果表明,由三种纳米粒子分别制作的敏感元件均具有较好灵敏度,其中Fe_2O_3—SiO_2复合粒子敏感性能最优,而溶胶凝胶法制备的Fe_2O_3由于成分较为纯粹,其传感性能较优于激光气相法所制备的同类纳米材料。进一步研究表明,贵金属和金属氧化物的掺杂会优化纳米材料的灵敏度。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TB383

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【参考文献】
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