一种磁场作用下自组装磁纳米线的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磁场作用下自组装磁纳米线的制备方法，属于纳米复合材料制备技术领域。所述制备方法包括以下步骤：将粘结剂和α

【技术实现步骤摘要】
一种磁场作用下自组装磁纳米线的制备方法


[0001]本专利技术属于纳米复合材料制备
，具体涉及一种磁场作用下自组装磁纳米线的制备方法。

技术介绍

[0002]高长径比的磁性线状结构是连接纳米级物质和宏观世界之间的纽带，在现代材料的基础研究和发展中发挥着重要作用。在新一代自旋电子器件、传感器、数据存储技术等领域引起了广泛关注。为了提升它们的整体性能和拓展在各种功能器件中的应用，已经开发了许多生产线状材料的方法。
[0003]制备高长径比磁线的方法通常可分为两大类，即直接合成和组装方法。直接合成方法包括固相、气相和基于液体/溶液的技术。固相和气相技术通常成本高并且需要复杂的设备。基于液体/溶液的合成技术，也被称为湿法化学工艺，是一种有前景的方法，具有低成本、设备简单和高产率的特点。然而，为确保颗粒的形态(包括长径比)，总是需要合适的模板，或者通过调整合成条件，如温度、反应时间和反应介质，以及比例和试剂浓度。这种基于模板的方法由于其高成本和耗时的特性，仍然不能用于大规模生产。而化学工艺方法虽然相对低成本且简单，但必须严格控制一些反应参数，包括温度和pH，以及外磁场，且合成步骤很繁琐。
[0004]自组装是通过各种类型的相互作用力，磁性纳米粒子自发的组织成有序排列方式的方法。包括非共价键相互作用，比如氢键、静电引力或范德华力。另外，组装的结构和长度还受到纳米粒子沉积的实验条件如溶剂挥发速度和表面保护剂等的影响。磁性纳米材料的自组装较为复杂,因此要获得大量的磁性有序纳米结构非常困难。对自组装纳米线来说最大的挑战就是如何用简单的方法，更为便捷、低成本、环保的将各磁性纳米颗粒物精确地排列成长的阵列和/或线状结构。且去除外磁场时，组装的阵列和/或线状结构仍可以保持稳定。并可以实现大规模的生产。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种磁场作用下自组装磁纳米线的制备方法，采用本专利技术的制备方法可以直接从纳米颗粒自组装得到磁纳米线。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种磁场作用下自组装磁纳米线的制备方法，包括以下步骤：将粘结剂和α
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Fe
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N2/Al2O3悬浮于溶剂中，调节pH为碱性，之后将所得悬浮液置于磁场中，待溶剂蒸发后，得到所述自组装磁纳米线。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述粘结剂包括环氧树脂，所述悬浮液中，粘结剂的浓度为0.5～1.5wt％，α
”‑
Fe
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N2/Al2O3的浓度为1～2wt％。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述溶剂为甲苯，所述调节pH至8.5～9.5。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述磁场的强度为12～18T。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述蒸发在氮气氛围下进行。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述氮气的流量为0.5～1.5L/min。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述α
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Fe
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N2/Al2O3是Al2O3涂覆的Fe
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N2纳米颗粒物，涂层厚度为4～5nm；所述α
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Fe
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N2/Al2O3在配制悬浮液前先经过分散处理，分散后的直径为43～46nm。
[0014]本专利技术还提供了根据上述所述的磁场作用下自组装磁纳米线的制备方法制备得到的磁纳米线。
[0015]本专利技术同时提供了上述所述的磁纳米线在制备磁性导线中的应用。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]高密度阵列的磁性导线，具有独特的磁性属性，廉价可行的制造技术备受期待。本专利技术在高磁场下合成了高度排列的α
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Fe
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N2/Al2O3纳米线，实现大块α
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Fe
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N2/Al2O3磁性体的制备。在均匀分散的α
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Fe
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N2/Al2O3纳米颗粒浆料的垂直方向上施加外强磁场，并同时通过氮气干燥溶剂。纳米颗粒物可以在溶剂中自由旋转，外加强磁场使它们沿着磁力线的易磁化轴定向，诱导阵列的形成。所制磁纳米线各向异性，导致在磁纳米线平行和垂直方向上的磁性能差异。磁纳米颗粒之间在纳米线方向上的磁偶极相互作用增加，所制得磁性纳米线易轴对齐，磁性显著增强，在优选磁化方向上的矫顽磁力和剩余磁化强度都明显高于未排列纳米颗粒。组装后的高磁性α
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Fe
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N2/Al2O3阵列形成直径45nm、长度10mm的磁性纳米线，该磁性纳米线高度线性排列，可检测的磁场强度达0.2T，磁性增强，可实现大块α
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Fe
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N2/Al2O3磁性体的制备，该方法过程简单，在非高温高压条件下，通过纳米技术在高强度外部场下制造大块磁性阵列磁体，为电子器件、传感器、数据存储等领域提供了一种环境友好可行的磁性导线制备方法。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为实施例1所采用的装置图，其中，1
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内部石英烧杯；2
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外部石英烧杯；3
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罩子；4
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托架；5
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软管；6
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质量流量计；7
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超导磁体；8
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外强磁场；
[0020]图2为不同放大倍数的α
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Fe
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N2/Al2O3自组装磁纳米线的SEM图；
[0021]图3为壳核α
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Fe
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N2/Al2O3磁性纳米颗粒(Raw NPs)及实施例1所制备的磁纳米线在平行(Par.wire)和垂直(Per.wire)于阵列施加磁场的磁滞回线图。
具体实施方式
[0022]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。
[0023]另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围
内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0024]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁场作用下自组装磁纳米线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将粘结剂和α
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Fe
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N2/Al2O3悬浮于溶剂中，调节pH为碱性，之后将所得悬浮液置于磁场中，待溶剂蒸发后，得到所述自组装磁纳米线。2.根据权利要求1所述的磁场作用下自组装磁纳米线的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括环氧树脂，所述悬浮液中，粘结剂的浓度为0.5～1.5wt％，α
”‑
Fe
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N2/Al2O3的浓度为1～2wt％。3.根据权利要求1所述的磁场作用下自组装磁纳米线的制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲苯，所述调节pH至8.5～9.5。4.根据权利要求1所述的磁场作用下自组装磁纳米线的制备方法，其特征在于，所述磁场的强度为12～18T。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁娟，张雷，徐云慧，吴羡，井曦，
申请(专利权)人：徐州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：