本文關(guān)鍵詞：以卟啉基金屬聚合物為前體合成多功能磁性納米材料及其應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金屬納米材料由于其納米級尺寸而具有很多獨特的物化特性,從而引起了眾多科研人員的廣泛關(guān)注。金屬納米粒子已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,如永磁體,高密度磁存儲器件,磁共振成像,藥物運輸,生物傳感器,可回收催化劑等。近年來,科研人員又通過一些新方法將其應(yīng)用到一些新興領(lǐng)域,如以異核雙金屬聚合物為前體,通過納米壓印和高溫?zé)峤獾姆椒?制備磁性金屬合金納米陣列結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)高密度信息垂直磁記錄;另外,由于金屬納米粒子的磁性質(zhì)和表面等離子效應(yīng),科研人員通過將金屬納米粒子摻雜到OLED和太陽能電池功能層中,有效地改善了器件性能。其中需要特別說明的是,由于金屬合金納米粒子具有獨特的組成和結(jié)構(gòu)使其具有一些單金屬不具備的性能。就金屬合金納米粒子的制備方法來說,主要通過將含不同金屬的前體物理混合后,通過高溫可控分解來制備合金納米粒子,但這種方法制備的納米粒子粒徑不可控且不穩(wěn)定,也容易發(fā)生團聚、燒結(jié)等問題。本論文設(shè)計并合成一系列異核雙金屬聚合物和單核金屬聚合物,并以這些聚合物或者其混合體為前體,利用納米壓印光刻技術(shù)制備位元規(guī)則介質(zhì),用于信息高密度磁存儲體系;同時也將以所合成的金屬聚合物為單一前體,通過高溫可控分解的方法制備表面碳包覆的磁性納米粒子,再嘗試將這些磁性納米粒子摻雜到OLED中,探究其在OLED中的應(yīng)用和作用機制。本論文主要研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計并合成卟啉基金屬聚合物。在這里,我們利用卟啉化合物的模板效應(yīng),合成一系列金屬卟啉化合物(DETPP-Fe,DETPP-Co和DETPP-Ni),同時合成了含金屬Pt的配體和芴基配體,最后,通過將金屬卟啉化合物和這些配體分別進行偶聯(lián)反應(yīng),合成了一系列卟啉基異核雙金屬聚合物(DETPP-P-FePt,DETPP-P-CoPt和DETPP-P-NiPt)和單核金屬聚合物(DETPP-P-Fe,DETPP-P-Co和DETPP-P-Ni)。并通過核磁共振(NMR)、紫外可見吸收光譜(UV-Vis)、紅外光譜(FT-IR)和熱重分析(TGA)等測試手段對上述所合成的聚合物進行結(jié)構(gòu)及性能表征;(2)以上述所合成的金屬聚合物為前體,通過高溫可控分解,制備表面碳包覆納米粒子(NP-Fe@C,NP-Co@C,NP-Ni@C,NP-FePt@C,NP-Co Pt@C和NP-NiPt@C)。并通過粉末X射線衍射(PXRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、電子散射X-射線能譜儀(EDS)和振動樣品磁強計(VSM)等測試手段,對所合成的納米材料進行結(jié)構(gòu)、組分及性能表征。測試結(jié)果表明,NP-FePt@C和NP-Co Pt@C具有L10相晶體結(jié)構(gòu),NP-Fe@C和NP-Co@C為fcc相晶體結(jié)構(gòu),而NP-Ni@C為簡單立方結(jié)構(gòu);通過TEM測試得知,上述所合成的納米粒子NP-FePt@C,NP-Co Pt@C,NP-NiPt@C,NP-Fe@C,NP-Co@C和NP-Ni@C的平均粒徑大小分別為9.9 nm,3.4 nm,7.7 nm,11.8 nm,13.2 nm和15.7nm,且粒徑分布較窄;通過VSM測試分析發(fā)現(xiàn),NP-FePt@C在室溫下矯頑力為0.54 T(300 K),低溫下矯頑力達(dá)到1.12 T(5 K),NP-Co Pt@C在室溫下矯頑力為0.54 T(300K),低溫下矯頑力達(dá)到2.75 T(5 K),因此這兩種磁性合金納米材料將有望應(yīng)用于高密度磁存儲器件中;而NP-Fe@C,NP-Co@C和NP-Ni@C三種單金屬納米粒子則表現(xiàn)出超順磁性;(3)以所合成的卟啉基金屬聚合物為前體,利用納米壓印光刻技術(shù)和高溫可控分解方法,制備基于鐵磁相合金納米粒子的位元規(guī)則介質(zhì)。在此通過將所合成的含Co Pt金屬聚合物(DETPP-P-CoPt)和PS聚合物混合之后旋涂成膜,分別利用納米點陣定義的AAO模板和納米線陣定義的PDMS模板進行納米壓印,制備出周期為550 nm和100nm的聚合物點陣列結(jié)構(gòu)以及周期為550 nm的聚合物線陣列結(jié)構(gòu)。這些聚合物陣列經(jīng)過高溫可控分解之后,其周期性結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯的變化,因此該方法在超高密度信息磁存儲器件中具有良好的應(yīng)用前景;(4)我們初步嘗試將所合成的NP-CoPt@C磁性合金納米粒子摻雜到OLED器件的空穴傳輸功能層中,利用該納米粒子的表面等離子體效應(yīng)和磁效應(yīng)進行器件性能改善,并深入探究其作用機理。
【關(guān)鍵詞】：卟啉基金屬聚合物 磁性納米粒子 納米壓印光刻 磁存儲 OLED
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 納米材料概述10
• 1.2 納米材料性能10-12
• 1.2.1 小尺寸效應(yīng)10-11
• 1.2.2 表面效應(yīng)11
• 1.2.3 量子尺寸效應(yīng)11
• 1.2.4 宏觀量子隧道效應(yīng)11-12
• 1.3 磁性納米材料12-16
• 1.3.1 磁性質(zhì)12-14
• 1.3.2 磁性納米材料的制備方法14-15
• 1.3.3 磁性納米材料的表面功能化修飾15-16
• 1.4 磁性納米材料的應(yīng)用16-18
• 1.4.1 磁存儲16
• 1.4.2 催化16-17
• 1.4.3 生物醫(yī)學(xué)17-18
• 1.4.4 光電子器件18
• 1.5 本論文研究內(nèi)容18-22
• 第二章 卟啉基金屬聚合物的合成及性能表征22-38
• 2.1 引言22
• 2.2 實驗試劑和合成方法22-29
• 2.2.1 實驗試劑22-23
• 2.2.2 金屬聚合物的合成23-29
• 2.3 卟啉基異核雙金屬和單金屬聚合物的結(jié)構(gòu)與性能表征29-35
• 2.3.1 表征方法29-30
• 2.3.2 核磁共振測試結(jié)果與分析30-32
• 2.3.3 紫外可見吸收光譜32-33
• 2.3.4 紅外光譜33-34
• 2.3.5 熱穩(wěn)定性34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-38
• 第三章 表面碳包覆磁性納米粒子的制備及表征38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 表面碳包覆磁性納米粒子的制備38-40
• 3.2.1 實驗器材38-39
• 3.2.2 表征方法39
• 3.2.3 實驗方法39-40
• 3.3 表面碳包覆磁性納米粒子的結(jié)構(gòu)及性能表征40-49
• 3.3.1 NP-FePt@C納米粒子的結(jié)構(gòu)與性能表征40-43
• 3.3.2 NP-Co Pt@C納米粒子的結(jié)構(gòu)與性能表征43-46
• 3.3.3 NP-NiPt@C納米粒子的結(jié)構(gòu)與性能表征46-48
• 3.3.4 NP-Fe@C, NP-Co@C和NP-Ni@C納米粒子的結(jié)構(gòu)與性能表征48-49
• 3.4 本章小結(jié)49-52
• 第四章 本論文所合成的卟啉基異核雙金屬聚合物和磁性納米材料的應(yīng)用研究52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 卟啉基金屬聚合物在納米壓印光刻中的應(yīng)用52-57
• 4.2.1 納米壓印光刻簡介52-53
• 4.2.2 納米壓印模板的設(shè)計與制備53-54
• 4.2.3 納米壓印工藝流程54-55
• 4.2.4 基于DETPP-P-CoPt的納米結(jié)構(gòu)陣列制備與表征55-57
• 4.3 磁性金屬納米粒子在有機電致發(fā)光器件中的應(yīng)用57-64
• 4.3.1 摻雜OLED器件的制備方法59-60
• 4.3.2 摻雜OLED器件結(jié)果與討論60-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 第五章 結(jié)論與展望66-68
• 5.1 總結(jié)66-67
• 5.2 創(chuàng)新點67
• 5.3 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 致謝74-76
• 碩士期間發(fā)表的論文及專利76-77

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 江強;周細(xì)應(yīng);;磁性納米材料的制備及其在軍事上的應(yīng)用[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報;2012年03期

2 劉苗;杜卓;李攻科;;磁性納米材料在樣品前處理中的應(yīng)用進展[J];分析科學(xué)學(xué)報;2012年03期

3 ;書刊征訂[J];分析化學(xué);2013年07期

4 ;生物醫(yī)用磁性納米材料與器件[J];生物技術(shù)通訊;2013年06期

5 陳功;殷s

本文編號：377734