静电纺丝法制备铁酸锌中空纤维及其磁学性能

doi:10.3866/PKU.WHXB201202291

物理化学学报 >> 2012, Vol. 28 >> Issue (05): 1265-1268.doi: 10.3866/PKU.WHXB201202291

静电纺丝法制备铁酸锌中空纤维及其磁学性能

朱福良¹, 陈元锋^1,2, 程永亮², 朱玉庆¹, 阎兴斌²

1. 兰州理工大学材料科学与工程学院, 兰州 730050;
2. 中国科学院兰州化学物理研究所, 固体润滑国家重点实验室, 兰州 730000

收稿日期:2011-11-10 修回日期:2012-02-20 发布日期:2012-04-26
通讯作者: 朱福良 E-mail:chzfl@lut.cn
基金资助:
甘肃省自然科学基金(3ZS042-B25-029)和国家自然科学基金(51005225)资助项目

Fabrication and Magnetic Properties of Electrospun Zinc Ferrite Hollow Fibers

ZHU Fu-Liang¹, CHEN Yuan-Feng^1,2, CHENG Yong-Liang², ZHU Yu-Qing¹, YAN Xing-Bin²

1. School of Material Science and Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, P. R. China;
2. State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, P. R. China

Received:2011-11-10 Revised:2012-02-20 Published:2012-04-26
Contact: ZHU Fu-Liang E-mail:chzfl@lut.cn
Supported by:
The project was supported by the Natural Science Foundation of Gansu Province, China (3ZS042-B25-029) and National Natural Science Foundation of China (51005225).

摘要/Abstract

摘要： 以锌盐、铁盐和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为原料, 通过静电纺丝法先制备PVP/硝酸盐复合纤维, 这些复合纤维以5 °C·min^-1的升温速率加热到500 °C并保温3 h, 最终得到铁酸锌(ZnFe₂O₄)中空纤维. 通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)等分析手段对中空纤维的晶体结构、形貌和磁学性能进行了研究. 结果显示, ZnFe₂O₄中空纤维属于尖晶石结构, 高温处理后仍能保持一维结构, 纤维直径在200-400 nm之间, 纤维壁由大小为25 nm的颗粒堆积而成. 室温磁化结果显示制备的ZnFe₂O₄中空纤维具有超顺磁性, 在10 kOe的磁化强度为2.03 emu·g^-1.

关键词: 纤维技术, ZnFe₂O₄, 中空纤维, 纳米颗粒, 磁学性能

Abstract: Zinc ferrite (ZnFe₂O₄) hollow fibers have been fabricated by annealing electrospun polyvinylpyrrolidone (PVP)/nitrate salt composite nanofibers at 500 °C for 3 h with a heating rate of 5 °C· min^-1. The composite fibers were initially prepared by electrospinning Zn, Fe salts, and PVP from solution. The structure, morphology, and magnetic properties were studied by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and vibrating sample magnetometry (VSM). The XRD results indicate a spinel phase structure, while SEM and TEM reveal hollow fibers (200-400 nm in diameter) with walls consisting of packed 25 nm nanoparticles. Room temperature VSM of the ZnFe₂O₄ hollow fibers reveal a superparamagnetic behavior and a magnetization value of 2.03 emu·g^-1 at 10 kOe.

Key words: Fiber technology, ZnFe₂O₄, Hollow fiber, Nanoparticle, Magnetic property

朱福良, 陈元锋, 程永亮, 朱玉庆, 阎兴斌. 静电纺丝法制备铁酸锌中空纤维及其磁学性能[J]. 物理化学学报, 2012, 28(05), 1265-1268. doi: 10.3866/PKU.WHXB201202291

ZHU Fu-Liang, CHEN Yuan-Feng, CHENG Yong-Liang, ZHU Yu-Qing, YAN Xing-Bin. Fabrication and Magnetic Properties of Electrospun Zinc Ferrite Hollow Fibers[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28(05), 1265-1268. doi: 10.3866/PKU.WHXB201202291

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201202291

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2012/V28/I05/1265

参考文献

(1) Liu, Z.; Sun, X. M.; Nozomi, N. R.; Dai, H. J. ACS Nano 2007, 1, 50.

(2) Gabelman, A.; Hwang, S. T. J. Membrane Sci. 1999, 159, 61.

(3) Li, X. Y.; Hou, Y.; Zhao, Q. D.; Teng,W.; Hu, X. J.; Chen, G. H. Chemosphere 2011, 82, 581.

(4) Leo, A.; Smart, S.; Liu, S. M.; Costa, J. D. J. Membrane Sci. 2011, 368, 64.

(5) Wolfe, S. P.; Hsu, E.; Reid, L. M.; MacDonald, J. M. Biotechnol. Bioeng. 2002, 77, 83.

(6) Droushiotis, N.; Doraswami, U.; Kanawka, K.; Kelsall, G. H.; Li, K. Solid State Ionics 2009, 180, 1091.

(7) Say, R.; Serap, S.; Denizli, A. J. Appl. Polym. Sci. 2002, 83, 3089.

(8) Qiu, P. H.; Mao, C. B. ACS Nano 2010, 4, 1573.

(9) Meng, Q.;Wu, D. Q.; Zhang, G. L.; Qiu, H. X. Biotechnol. Lett. 2006, 28, 279.

(10) Song, P.;Wang, Q.; Zhang, Z.; Yang, Z. X. Sensor Actuat. B-Chem. 2010, 147, 248.

(11) Ge, Q. Q.;Wang, Z. B.; Yan, Y. S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17056.

(12) Fan, H. M.; Yi, J. B.; Yang, Y.; Kho, K.W.; Tan, H. R.; Shen, Z. X.; Ding, J.; Sun, X.W.; Olivo, M. C.; Feng, Y. P. ACS Nano 2009, 3, 2798.

(13) Zeng, Y.; Liu, J. T.;Wu,W.; Ding, C. X. Surf. Coat. Tech. 2005, 200, 2398.

(14) Yeary, L.W.; Moon, J.W.; Rawn, C. J.; Love, L. J.; Rondinone, A. J.; Thompson, J. R. J. Magn. Magn. Mater. 2011, 323, 3043.

(15) Niu, X. S.; Du,W. P.; Du,W. M. Sensor Actuat B-Chem. 2004, 99, 405.

(16) Deng, Y. F.; Zhang, Q. M.; Tang, S. D.; Zhang, L. T.; Deng, S. N.; Shi, Z. C. Chem. Commun. 2011, 47, 6828.

(17) Atif, M.; Hasanain, S. K.; Nadeem, M. Solid State Commun. 2006, 38, 416.
(18) Yuan, Z. H.; Zhang, L. D. J. Mater. Chem. 2001, 11, 1265.

(19) Ehrhardt, H.; Campbell, S. J.; Hofmann, M. J. Alloy. Compd. 2002, 339, 255.

(20) Naseri, M. G.; Saion, E. B.; Hashim, M.; Shaari, A. H.; Ahangar, H. A. Solid State Commun. 2011, 151, 1031.

(21) Renaker, D. H.; Chun, I. Nanotechnology 1996, 7, 216.

(22) Chang, G. Q.; Zheng, X.; Chen, R. Y.; Chen, X.; Chen, L. Q.; Chen, Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 1790. [常国庆, 郑曦, 陈日耀, 陈晓, 陈力勤, 陈震. 物理化学学报, 2008, 24, 1790.]

(23) Ponhan,W.; Swatsitang, E.; Maensiri, S. Mater. Sci. Technol. 2010, 26, 1298.

(24) Zhan, S. H.; Gong, C. R.; Chen, D. R.; Jiao, X. L. J. Disper. Sci. Technol. 2006, 27, 931.

(25) Cheng, Y. L.; Zou, B. L.; Yang, J. L.;Wang, C. J.; Liu, Y. J.; Cao, X. Q. Cryst. Eng. Commun. 2010, 13, 2268.

[1]	袁干印, 奚政, 王楚, 孙晓环, 韩杰, 郭荣. 超分子手性聚苯胺-金复合纳米酶的构建及其对映选择性催化[J]. 物理化学学报, 2023, 39(7): 2212061 -0 .
[2]	谢君, 蒋雨恒, 李思扬, 徐鹏, 郑强, 范晓宇, 彭海琳, 唐智勇. TiO₂负载超低含量AuPd纳米颗粒在水蒸气条件下实现稳定的光催化甲烷偶联生成乙烷[J]. 物理化学学报, 2023, 39(10): 2306037 - .
[3]	张则尧, 姚艺希, 李彦. FeCo/MgO催化生长体相单壁碳纳米管的直径调控[J]. 物理化学学报, 2022, 38(8): 2101055 - .
[4]	吕琳, 张立阳, 何雪冰, 原弘, 欧阳述昕, 张铁锐. 双功能型嵌入镍纳米颗粒的碳棱柱状微米棒电极用于电化学甲醇氧化助力的节能产氢[J]. 物理化学学报, 2021, 37(7): 2007079 - .
[5]	肖瑶, 裴煜, 胡一帆, 马汝广, 王德义, 王家成. 磷化钴封装在磷富集的三维多孔碳及其双功能氧电催化性能研究[J]. 物理化学学报, 2021, 37(7): 2009051 - .
[6]	张建, 王亮, 伍芷毅, 王成涛, 苏泽瑞, 肖丰收. 理性设计核-壳Rh@沸石催化材料用于二烯烃选择加氢反应[J]. 物理化学学报, 2020, 36(9): 1912001 - .
[7]	李蒙刚, 夏仲泓, 黄雅荣, 陶璐, 晁玉广, 尹坤, 杨文秀, 杨微微, 于永生, 郭少军. 具有优异甲醇耐受性的Rh掺杂PdCu有序金属间化合物纳米粒子增强氧还原电催化[J]. 物理化学学报, 2020, 36(9): 1912049 - .
[8]	刘丹叶,陈东,刘卉,杨军. 贵金属在Ag₂S纳米颗粒中由内向外的迁移现象[J]. 物理化学学报, 2020, 36(7): 1906069 - .
[9]	唐小龙,张盛辉,于婧,吕春晓,迟雨晴,孙君伟,宋誉,袁丁,马兆立,张立学. 多孔氮化钛载体上铂催化剂的原子层沉积制备及其催化氧气还原性能[J]. 物理化学学报, 2020, 36(7): 1906070 - .
[10]	刘芳,张鲁凤,董倩,陈卓. 小尺寸金石墨纳米颗粒的合成与表征[J]. 物理化学学报, 2019, 35(6): 651 -656 .
[11]	何成欢, 郭杨龙, 郭耘, 王筠松, 王丽, 詹望成. 不同组成和结构LaMnO₃钙钛矿负载Au催化剂的CO氧化活性[J]. 物理化学学报, 2019, 35(4): 422 -430 .
[12]	杜新华,李阳,殷辉,向全军. Au/TiO₂/MoS₂等离子体复合光催化剂的制备及其增强光催化产氢活性[J]. 物理化学学报, 2018, 34(4): 414 -423 .
[13]	雷刚,何彦. 单个等离子体纳米颗粒在生化分析和生物成像中的应用[J]. 物理化学学报, 2018, 34(1): 11 -21 .
[14]	陈凡,王中跃,张艳艳,余柯涵,翁丽星,韦玮. 聚丙烯酸功能化高效发光的La_1-xEu_xF₃纳米晶合成及细胞成像[J]. 物理化学学报, 2017, 33(7): 1446 -1452 .
[15]	王美淞,邹培培,黄艳丽,王媛媛,戴立益. 高活性、可循环的Pt-Cu@3D石墨烯复合催化剂的制备和催化性能[J]. 物理化学学报, 2017, 33(6): 1230 -1235 .

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