四氧化三铁磁性纳米粒子制备的新方法及其结构表征(2)

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铁（Iron）具有较高的磁矩密度，是具有软磁性质的一种铁磁材料。当铁纳米粒子的尺寸小于20 nm时表现出超顺磁性。在铁的所有氧化物中，四氧化三铁（磁铁矿）纳米材料具有非常特殊的性质。现在，不同种类的磁性材料都可以合成纳米粒子。有关纳米粒子的合成方法及其性能的研究受到了广大学者的重视[2]，这不仅是因为纳米粒子在基础理论研究方面意义非凡，而且在实际应用中的前景非常广阔。

纳米技术在设备器件、材料与体系等领域有着快速的发展，到目前为止，纳米材料在科学知识方面和商业应用方面都体现的较为明显。在磁记录材料方面，磁性纳米粒子有望代替传统微米级的磁粉，用于高密度的磁记录材料的合成[3]；在生物技术领域方面，用磁性纳米粒子合成的磁性液体被广泛用于磁性免疫细胞的分离[4]。在已报道的不同的磁性纳米粒子中，有关四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子的合成方法及应用的研究受到了极大的重视[5-9]。通过对反应条件的恰当的控制，人们能够制备出四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子（直径从几个至几十个纳米），与块体的磁性材料不同，由于纳米粒子的尺寸非常小（1～100 nm），一般表现出超顺磁性：在其磁滞回线上剩磁和无顽磁。

按照磁偶极在零磁场或外磁场作用下不同的排列方式，材料可被分为顺、抗、铁、亚铁及反铁磁性材料[10]。一般情况下，磁性材料是指具有亚铁磁性或铁磁性的材料。当磁性材料处在外磁场中时，材料的内部将产生磁感应。若外磁场发生周期性变化，由磁场强度和磁性材料产生的磁感应强度，它们的关系是闭合的曲线——磁滞回线。当增加外磁场强度时，由材料产生的磁偶极距会逐渐上升，直至达到饱和状态，这一饱和值被称为饱和磁矩，也被称作饱和磁化强度。当外加磁场强度降低时，会产生剩磁。物质的磁性源自于许多磁偶极之间的相互作用，因此，磁性材料自身的性质与材料的体积（V）、温度（T）有着密切的联系。

概括起来，磁性纳米粒子可以分为无机磁性纳米粒子和有机磁性纳米粒子。有机磁性纳米粒子主要包括金属有机络合型的磁性纳米高分子材料。而无机磁性纳米粒子则主要包括锰、铁、钴、镍、铂及它们的合金、氧化物等等。因为无机磁性纳米粒子具备有机磁性纳米粒子无法相比的优点，所以，许多研究工作都致力于制备无机磁性纳米粒子。近几年，对无机磁性纳米粒子的研究，重点在于改善纳米粒子的稳定性、单分散性以及控制磁性纳米粒子的形状外貌等方面。现在，常用的磁性纳米粒子的制备方法：高温分解法、共沉淀法、水热合成法及微乳液法。