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稀土-铁族合金/碳纳米管新型复合材料的电化学制备、表征及其磁性研究

稀土-铁族合金/碳纳米管新型复合材料的电化学制备、表征及其磁性研究
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  • 批准号:20603048
  • 批准年度: 2006年
  • 学科分类:兽医病毒学(C180202) |
  • 项目负责人:张训海
  • 负责人职称:暂无数据
  • 依托单位:中山大学
  • 资助金额:0万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2007年01月01日 至 2009年12月31日
  • 中文关键词: 碳纳米管;复合材料;电化学;表征;磁性
  • 英文关键词:Rare earth alloy; Electrodeposition; Rare earth ion-doped ZnO; Magnetic properties

项目摘要

中文摘要

本项目研究了有机溶剂体系中稀土离子和铁族离子还原的电极过程、共沉积的伏安行为,诱导共沉积机理,及其非晶、纳米晶的生长机制。通过采用多种技术如能谱分析仪、光电子能谱仪、X-射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜以及原子力显微镜等手段,研究了材料的组成和微观结构。阐明了电化学沉积工艺对稀土-铁族合金的组成、形态和结构的影响规律,初步实现了稀土-铁族合金材料生长的人工控制。合成出的纳米稀土-铁族合金显示了优越的磁学性质。结合目前纳米材料研究与应用的最新热点,本项目扩展了绿色易得的水溶液体系中稀土及铁族离子掺杂的ZnO半导体纳米材料的电化学合成。该方法工艺和设备简便,控制容易,制备时间短,成本低,有利于环保,容易规模化和工业化生产。项目实现了多种稀土及铁族离子掺杂-ZnO稀磁半导体新颖纳米结构的可控电化学合成,已成功合成出了纳米粒子链、纳米棒、纳米管、纳米槽、纳米棒束等。深入研究了不同稀磁半导体纳米结构的形成机制,详细阐述了化学组成和纳米结构与磁学和光学性能的关系,从而制备出了具有较好光学、磁学性质的稀磁半导体。此外,本项目还探讨了部分稀土氧化物的电化学合成及其光学和催化性能研究。

英文摘要

In this project, we studied the electrode process of rare earth (RE) ions and iron group (IG) metal ions in organic system. We also studied the behaviors of cyclic voltammetry of codeposition of RE and IG ions, the induced codeposition of RE and IG ions, and the formation mechanism of amorphous RE-IG alloy and RE-IG nanocrystalline. The compositions and structures of amorphous RE-IG alloys and RE-IG nanocrystallines are characterized by EDS, XPS, XRD, SEM, TEM, DSC, and AFM. The effects of deposition parameters on the compositions and structures of amorphous RE-IG alloys and RE-IG nanocrystallines were investigated, and their controllabe synthesis was primarily realized. These prepared amorphous RE-IG alloy and RE-IG nanocrystalline show the predominant magnetic properties. Based on the current research focus of nanomaterial, we also studied the electrochemical synthesis of rare earth ion and iron group ion-doped ZnO in water solution. Compared to other existing techniques, this electrochemical method is facile and more suitable for large-scale and industrial production. The various nanostructures, such as nanorods, dendritic nanostructures, nanoporous structrues, of rare earth ion and iron group ion-doped ZnO were successfully prepared. The synthesis of RE and IG ions-doped ZnO were also investigated in this project, and we successfully prepared RE and IG ions-doped ZnO nanoparticle chains, nanorods, nanotubes, nanocages, and nanorod bundles. The formation mechanism of various nanostrcutures of RE and IG ions-doped ZnO were detailed studied in this project, and the relationship of compositions and nanostructures with mangetic and optical properties were studied. In addition, the electrochemical synthesis of some rare earth oxides and their optical and magnetic properties were studied in this project.

结题摘要

本项目研究了有机溶剂体系中稀土离子和铁族离子还原的电极过程、共沉积的伏安行为,诱导共沉积机理,及其非晶、纳米晶的生长机制。通过采用多种技术如能谱分析仪、光电子能谱仪、X-射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜以及原子力显微镜等手段,研究了材料的组成和微观结构。阐明了电化学沉积工艺对稀土-铁族合金的组成、形态和结构的影响规律,初步实现了稀土-铁族合金材料生长的人工控制。合成出的纳米稀土-铁族合金显示了优越的磁学性质。结合目前纳米材料研究与应用的最新热点,本项目扩展了绿色易得的水溶液体系中稀土及铁族离子掺杂的ZnO半导体纳米材料的电化学合成。该方法工艺和设备简便,控制容易,制备时间短,成本低,有利于环保,容易规模化和工业化生产。项目实现了多种稀土及铁族离子掺杂-ZnO稀磁半导体新颖纳米结构的可控电化学合成,已成功合成出了纳米粒子链、纳米棒、纳米管、纳米槽、纳米棒束等。深入研究了不同稀磁半导体纳米结构的形成机制,详细阐述了化学组成和纳米结构与磁学和光学性能的关系,从而制备出了具有较好光学、磁学性质的稀磁半导体。此外,本项目还探讨了部分稀土氧化物的电化学合成及其光学和催化性能研究。

评估说明

    国家自然科学基金项目“稀土-铁族合金/碳纳米管新型复合材料的电化学制备、表征及其磁性研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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