溶剂热法制备羧基化超顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒 及其磁致变色研究

许培俊^1,2，冯鑫¹，王临江¹，孟帅¹，郭新良²

1. 长安大学材料科学与工程学院2. 云南省电网有限责任公司电力科学研究院

摘 要：超顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒兼具磁性材料和纳米材料的独特优势,作为一种功能材料广泛应用于信息存储、催化剂、磁流体、生物医药等领域。以六水合三氯化铁和乙酸钠作为原料、乙二醇作为分散介质、柠檬酸三钠作为表面活性剂,采用溶剂热法制备超顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒,研究反应时间、表面活性剂浓度对Fe₃O₄纳米颗粒粒径和形貌的影响。通过X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪、同步热分析仪、Zeta电位仪、扫描电子显微镜（SEM）、振动样品磁强计（VSM）等方式表征Fe₃O₄纳米颗粒的结构和物相组成。结果表明,表面活性剂柠檬酸三钠中的活性基团,键合至Fe₃O₄纳米颗粒表面提高其分散性和稳定性;Fe₃O₄纳米颗粒的粒径随反应时间的延长和表面活性剂浓度的增加逐渐减小;超顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒在磁诱导吸引力和静电斥力的平衡作用下周期性排列形成光子晶体。同时,随着外加磁场强度逐渐减小,Fe₃O₄光子晶体反射峰发生红移,向长波长方向移动。

关键词：Fe₃O₄纳米颗粒;超顺磁性;溶剂热法;表面修饰;磁致变色;