铁基双金属配合物的合成、自组装及磁性能研究

基本信息
批准号:21701112
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:孟振功
学科分类:
依托单位:深圳大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张燕凤,欧阳旭,尤丽红,李小东
关键词:
分子自组装磁性材料磁各向异性功能配合物
结项摘要

With the exponential increase of the digital information, bit-patterned media consisting of ferromagnetic nanoparticles is considered as the next-generation candidate for the miniaturized magnetic recording media with ultra-high density. Self-assembly method can be served as an effective approach to prepare uniform patterns with smaller cycles, Hence, investigation on fabricating highly-ordered nanoarrays by self-assembly of single-source bimetallic complexes is very significant in the development of magnetic recording..This project proposed to design iron-based bimetallic complexes by coordination of ferrocenyl-functionalized multidentate ligand and d8 transition metals (such as Pt, Pd), and then flexible tails was introduced to enhance the self-assembly properties. The as-synthesized complexes was used as single-source precursors to prepare FePt or FePd nanoparticles by one-pot pyrolysis, and the ordered magnetic nanopatterns got by self-assembly would be fabricated for bit-patterned media. The phase, size, morphology and magnetic properties of the resultant nanoparticles were characterized in details by PXRD, SEM, AFM, MFM and SQUID, etc. Also, the self-assembled nanoarrays would be studied and discussed in magnetic recording media..In all, it is expected to prepare ultra-high density bit-patterned media rapidly by self-assembly on large scale, and provide important references for the development of magnetic recording media and datastorage in the field of digital information.

磁性纳米颗粒形成的晶格阵列有望用于下一代微型化超高密度数据存储器件以满足日益增长的数字化信息的需求,自组装方法可快速制备周期小、形貌均一的有序纳米阵列。因此,基于双金属配合物自组装一步法热解制备有序磁性纳米阵列的研究具有重要意义。. 本项目拟将二茂铁功能化的多齿联吡啶配体与铂、钯等d8金属配位制备双金属配合物,在引入自组装性能的柔性尾链后一步法热解制备面心四方相铁磁合金纳米颗粒,并利用自组装方法在基底上制备超高密度有序纳米阵列。采用粉末X射线衍射、扫描电镜、磁力显微镜和超导量子干涉仪等多种研究手段考察纳米颗粒的相态、形貌、尺寸、磁性能以及纳米阵列的磁存储行为,进一步拓展纳米图案在晶格介质存储器件中的应用。. 本项目的实施有望获得廉价、快速制备超高密度晶格介质的方法,为磁性数据存储和数字信息领域的后续研究提供实验依据。

项目摘要

铁基磁性合金纳米颗粒(如铁铂、铁钯等)在磁存储、电催化等领域应用广泛。本项目开发了一系列有机金属配合物和金属聚合物,将其作为分子前驱体一步热解制备面心四方相铁铂合金纳米颗粒。通过合理的分子设计,在刚性金属骨架外围引入柔性尾链增加其加工性,借助纳米压印技术实现了对小分子前驱体的溶液加工,获得了高度有序的图案化阵列,热解后得到相应的磁性阵列。为了获得更小周期的图案,将金属嵌段共聚物旋涂至硅片上,通过溶剂退火或热退火促进分子自组装,大大提高了图案化阵列的面密度,但是这种方法无法规避大面积缺陷的问题。鉴于此,融合纳米压印技术和分子自组装各自的优势,我们提出了一种纳米压印导向自组装的图案化加工策略,将易于自组装的前驱体溶液置于模具下,压印过程中溶剂挥发同时驱动分子自组装,实现了组装体沿模板特征的有序排列。同时,铁铂纳米颗粒也可用于电催化氧化还原反应和析氢反应,其催化活性和循环稳定性远超商用铂/碳催化剂。此外,我们还利用形貌规整的沸石咪唑类骨架(ZIF-67)作为模板导向合成三维中空的铁基聚合物,高温热解后的得到铁基磁性多孔碳材料,比表面积高达1195 m2/g。还借助液-液两相界面的配位驱动获得了大面积的二维金属聚合物纳米片,实现了反应控制金属聚合物形貌的分子策略。上述初步的研究成果已发表论文11篇,已申请中国发明专利1项并获得授权。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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