發(fā)布時(shí)間：2018-05-30 18:47

  本文選題：化學(xué)共沉淀 + 電化學(xué)沉積　； 參考：《長春理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展,鐵氧化物納米材料因其獨(dú)特的物化性能,在實(shí)際生活及科學(xué)研究中占據(jù)著舉足輕重的地位。其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括:催化、新能源材料、氣體傳感器、電子材料、環(huán)境凈化、生物醫(yī)學(xué)工程、磁記錄介質(zhì)等。本文主要利用水相化學(xué)反應(yīng)中的化學(xué)共沉淀法(Chemical Coprecipitation Method)和陰極原位電化學(xué)沉積法(Electrochemical Deposition Method)合成了具有良好分散性的球形Fe_3O_4磁性納米粒子(Magnetic nanoparticles,MNPs)及粒徑可控的α-Fe_2O_3納米粒子,通過激光干涉光刻輔助電化學(xué)沉積法制備了圖案化有序納米粒子陣列。具體研究內(nèi)容如下:1、利用水相化學(xué)反應(yīng)制備了球形的Fe_3O_4-MNPs并利用掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)、X-射線衍射儀(X-Ray Diffraction,XRD)、原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope,AFM)、磁力顯微鏡(Magnetic Force Microscope,MFM)對納米粒子進(jìn)行表征。通過對照實(shí)驗(yàn)組,研究了聚乙二醇-2000(PEG-2000)分散劑作用前后對Fe_3O_4-MNPs的形態(tài)影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在分散劑PEG-2000的作用下,制備的Fe_3O_4-MNPs具有比不加分散劑時(shí)更好的分散性,平均粒徑約為99.6 nm。2、以ITO導(dǎo)電基底作為工作電極(Working Electrode,WE),飽和甘汞電極(Saturated Calomel Electrode,SCE)作為參比電極(Reference Electrode,RE),以純度為99.99%的高純鐵片作為對電極(Counter Electrode,CE),以FeCl2和FeCl3的混合溶液作為電化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)溶液,采用單室三相電極系統(tǒng),利用電化學(xué)計(jì)時(shí)電位法在工作電極上電化學(xué)沉積得到了具有良好分散性的類六邊形α-Fe_2O_3納米粒子。利用XRD、拉曼光譜(Raman Spectroscope)、SEM對制備的α-Fe_2O_3納米粒子進(jìn)行表征,通過對比對照組實(shí)驗(yàn)的表征結(jié)果,探究電化學(xué)沉積反應(yīng)中不同沉積參數(shù)對α-Fe_2O_3納米粒子形貌及物相的影響。3、提出了一種激光干涉輔助陰極原位電化學(xué)沉積法制備圖案化有序α-Fe_2O_3納米粒子陣列的方法,通過激光干涉光刻對ITO基底進(jìn)行預(yù)圖案化,可實(shí)現(xiàn)任意圖案有序納米粒子陣列的制備。本文使用多光束激光干涉光刻法,獲得了周期性或準(zhǔn)周期性的空間能量分布結(jié)構(gòu),通過控制激光干涉光的入射角、波長、相位、偏振態(tài)、能量、光束數(shù)量等參數(shù)可以獲得能量分布可調(diào)節(jié)的不同結(jié)構(gòu)的干涉圖樣。
[Abstract]:With the rapid development of nanotechnology, iron oxide nanomaterials play an important role in practical life and scientific research because of their unique physical and chemical properties. Its main applications include: catalysis, new energy materials, gas sensors, electronic materials, environmental purification, biomedical engineering, magnetic recording media and so on. In this paper, chemical coprecipitation method and cathode in situ electrochemical Deposition method were used to synthesize spherical Fe_3O_4 magnetic nanoparticles with good dispersion and 偽 -Fe _ 2O _ 3 nanoparticles with controllable particle size. The patterned ordered nanoparticles array was fabricated by laser interference lithography assisted electrochemical deposition. The specific contents of the study are as follows: 1. Spherical Fe_3O_4-MNPs was prepared by water phase chemical reaction and characterized by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (SEM), Atomic Force microscope (AFM), Atomic Force Microscope (AFM) and Magnetic Force Microscope (MFM). The effects of polyethylene glycol (PEG-2000) dispersant on the morphology of Fe_3O_4-MNPs before and after treatment were studied. The experimental results showed that the Fe_3O_4-MNPs prepared under the action of dispersant PEG-2000 had better dispersity than that without dispersant. The average particle size is about 99.6 nm.2.The ITO conductive substrate is used as working electrode, saturated Calomel electrode is used as reference electrode, high purity iron chip with purity of 99.99% is used as counter electrode, and the mixed solution of FeCl2 and FeCl3 is used as electrochemical electrode. Reaction solution, The hexagonal 偽 -Fe _ 2O _ 3 nanoparticles with good dispersion were obtained by electrochemical electrodeposition on the working electrode using a single-chamber three-phase electrode system. The prepared 偽 -Fe2O3 nanoparticles were characterized by means of XRD, Raman spectroscopy and SEM. The results were compared with those of the control group. To explore the effect of different deposition parameters on the morphology and phase of 偽 -Fe _ 2O _ 3 nanoparticles in electrochemical deposition reaction, a method of preparing patterned ordered 偽 -Fe _ 2O _ 3 nanoparticles array by in-situ electrochemical deposition with laser interference assisted cathode was proposed. The ITO substrate can be prepatterned by laser interference lithography. In this paper, the spatial energy distribution structure of periodic or quasi-periodic laser interference lithography is obtained by controlling the incident angle, wavelength, phase, polarization state, energy of laser interference light. The interference patterns of different structures with adjustable energy distribution can be obtained by parameters such as the number of beams.
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1

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本文編號：1956385