铁系硫属一维磁性纳米功能复合材料的可控合成与性能研究

磁性纳米复合材料的发展具有重要的科学意义和实际应用价值。本项目以铁系硫属化合物Fe3O4 、Co3O4、Fe3S4等为研究对象，探索铁系一维纳米功能复合材料的化学液相合成新体系。通过系统研究合成中反应体系、反应条件、辅助添加剂等实验因素对一维磁性纳米功能复合材料生长过程的影响，探索其生长机制和反应机理。找到一条普适制备铁基硫属一维磁性纳米功能复合材料的路线以及实现其结构和尺寸的可控生长；通过在合成过程中引入不同金属离子和有机分子或进行后处理，实现铁系硫属一维磁性纳米复合材料性能的可控。对合成材料的磁学性质和光学性质进行深入研究，一方面指导实验的进行，提高材料的可控合成能力；另一方面探索铁系硫属一维纳米功能复合材料物理、化学性质的新颖性，为铁系一维磁性纳米功能复合材料在纳米磁性技术和新型一维纳米器件领域的应用奠定基础。

铁系纳米功能复合材料是一种重要的磁性功能材料，由于具有优异的电学、光学、磁学等特性,在生物、医药、污水处理以及磁性纳米结构器件领域有着宽广的应用前景。.本项目中，我们首先系统研究了铁系硫属一维磁性纳米功能复合材料的合成路线。通过设计不同的液相反应途径，考察有机的小分子模板、糖类碳水化合物添加剂对复合功能材料合成的影响，系统研究不同金属离子对铁系硫属一维磁性纳米功能复合材料形成的影响，包括：Fe2+、Fe3+、Ni2+、Co2+等，探索铁系一维磁性纳米功能复合材料的机理和合成路线。我们找到一种普适的绿色同步制备铁系硫属一维磁性纳米功能复合材料的路线，并提出了合适的反应机理和生长机制。此外, 本项目还系统研究了低聚糖对一维自组装磁性复合功能材料合成结构的影响。通过向反应体系引入碳水化合物，系统研究了低聚糖（葡萄糖、麦芽糖和淀粉等）对Fe3O4纳米线生长过程的影响，获得一系列形貌独特的复合结构。.其次，本项目探索了铁系一维磁性纳米功能复合材料的可控复合。通过选择添加不同的功能有机小分子苯酚、表面活性剂聚乙烯醇实现一维磁性纳米功能复合材料不同性质的控制，获得无机材料-有机材料复合的铁系硫属一维磁性纳米功能复合材料，如Fe3O4@PVA和Fe3O4@酚醛树脂。在溶液反应体系中，添加不同功能的金属离子，Cd2+和Zn2+以求实现无机材料-无机材料的复合。我们精心设计反应路径，控制反应条件，已经初步探索到具有光催化性能的CdS和ZnS纳米材料的合成技术和方法，并对其光学性质和光催化性能进行了细致研究。此外，在溶液反应体系中，我们还尝试引入功能插层化合物钛酸钾, 成功获得了钛酸钾卟啉钴（Ⅲ）片状结构,利用循环伏安法研究了钛酸钾卟啉钴（Ⅲ）片状结构的电化学性能。从而为最终实现无机/无机、无机/有机或者表面具有特殊功能化的功能复合材料的可控合成奠定基础。.最后，本项目研究合成的Fe3O4 、Co3O4磁性纳米功能复合材料的物理化学性质及应用，尤其是对光学、磁学和电化学性质作进一步研究和进行深入细致的表征。探索其在纳米磁性技术方面的应用，为其在新型一维纳米器件的应用奠定基础。