课题基金基金详情
单分散FePt纳米颗粒有序化相变机制研究和磁性能调控
结题报告
批准号:
51871078
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
于永生
依托单位:
学科分类:
E0107.金属功能材料
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
雷文娟、耿硕、孟勋、包双友、高满意、韩光辉、王盈君、刘馨阳
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
针对尺寸、成分、微观结构和添加元素显著影响单分散FePt纳米颗粒有序化相变动力学的关键科学问题,本项目拟利用高温液相法制备不同尺寸、成分和微观结构的FePt纳米颗粒,通过包覆保护层使有序化相变仅在纳米颗粒内部发生,研究尺寸、成分和微观结构对单分散FePt纳米颗粒有序化相变形核激活能、生长激活能及相变激活体积等动力学参数的影响规律。在此基础上,研究掺入第三种合金元素对FePt纳米颗粒有序化相变动力学及磁性能的影响规律,从相变动力学角度阐明添加合金元素对FePt纳米颗粒有序畴的形核和长大的影响机制;进一步研究添加元素与FePt发生相分离对FePt纳米颗粒有序化相变的影响机制;建立结构演变-有序化相变-磁性能的依赖关系。利用蒙特卡洛方法模拟单个FePt纳米颗粒在不同条件下的相变过程,结合实验结果,探索加速FePt纳米颗粒有序化的合成方法,为液相合成硬磁L10-FePt纳米颗粒提供实验和理论参考。
英文摘要
The size, composition, microstructure and the addition of elements can significantly affect the ordering kinetics of monodisperse FePt nanoparticles. FePt nanoparticles with protective layer which lead to that the orderly transformation occurs only in nanoparticles inside will be prepared by high temperature liquid phase method. The effects of the size, microstructure and composition of the monodisperse FePt nanoparticle on ordering activation energy, nucleation and growth activation energy and activation volume will be researched. The influence of adding third kinds of alloy elements on ordering kinetics and magnetic properties of FePt nanoparticle ordering transformation will be further studied in order to understand the effect of addition elements on ordered domain nucleation and growth mechanism during FePt nanoparticles ordering. The effect of the phase separation between FePt and the third adding element on the ordering transformation will be also discussed. The dependence of the structure evolution-ordering transformation-magnetic properties will be established. Monte Carlo simulation of single FePt nanoparticles ordering under different conditions will be explored. Combined with experimental results, the synthesis method of accelerated FePt nanoparticles ordering will be discussed. The project will provide experimental and theoretical guide for the liquid phase synthesis of hard magnetic L10-FePt nanoparticles.
在fct-FePt纳米颗粒的合成过程中掺杂Cu元素,有效地降低了硬磁性fct-FePtCu纳米颗粒的有序化相变温度。研究发现,由于Cu原子的低熔点和高扩散系数,促进了Fe和Pt原子扩散、重排,降低了有序化相转变温度,fct-FePtCu纳米颗粒的有序化相转变温度降低至310 ℃,矫顽力高达5.1 kOe。通过十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)诱导,可一步合成出尺寸10 nm左右的单分散L10-FePt 纳米颗粒,室温矫顽力达3.15 kOe。研究发现,Cl-在控制颗粒形貌和诱导有序化相变起到关键作用,CTA+可形成胶束空间,辅助Cl-更好地与Fe、Pt结合,进行热力学上稳定的有序化结构重排,生长为有序度高、矫顽力大的纳米颗粒。此外,研究了氯化铵基表面活性剂的烷基碳链长度对FePt纳米粒子的形貌、结构和磁性能的影响。分别用八烷基/十二烷基二十二烷基/三甲基氯化铵替代CTAC合成FePt纳米颗粒。结果表明,不同烷基碳链长度的含氯表面活性剂均能降低FePt有序化相变温度,低温促进FePt有序化重排,而CTAC诱导合成的FePt纳米颗粒有序化程度最高、磁性最佳,进一步研究表明,含氯表面活性剂的烷基碳链长度增长或缩短均会导致其诱导FePt有序化能力减弱。这与表面活性剂的空间位阻作用有关,CTAC具有最佳的空间位阻效应,使FePt纳米颗粒具有最优的有序形核生长速率。还进一步研究了卤素离子种类对FePt的形貌、结构和磁性能的影响。结果表明,用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)替代CTAC合成的L10-FePt纳米颗粒,室温矫顽力达9.15 kOe。这是由于Br-离子与金属原子的结合力比Cl-离子更强,更有利于减缓Fe、Pt原子无序生长动力学,诱导形成热力学稳定的L10有序结构。最后,将该CTAC诱导合成小尺寸、单分散L10-FePt纳米粒子的策略扩展到铂与其他过渡金属的金属间化合物合成。在CTAC诱导作用下,成功一步合成出小尺寸、单分散的PtCu3、Pt3Zn、PdCu、PdZn等有序金属间化合物纳米颗粒。因此,该CTAC诱导有序相合成的策略,有望为直接一步液相合成有序铂、钯基金属间化合物提供一种新的通用合成方法,可以很好地控制其尺寸、尺寸分布和相纯度,用于磁性和燃料电池相关反应的电催化应用。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
L-Cysteine capped Mo2C/Zn0.67Cd0.33S heterojunction with intimate covalent bonds enables efficient and stable H2-Releasing photocatalysis
L-半胱氨酸封端的 Mo2C/Zn0.67Cd0.33S 异质结具有紧密的共价键,可实现高效稳定的释氢光催化
DOI:10.1016/j.cej.2021.132628
发表时间:2022-01
期刊:Chemical Engineering Journal
影响因子:15.1
作者:Xin Zhang;Fenyang Tian;Manyi Gao;Weiwei Yang;Yongsheng Yu
通讯作者:Yongsheng Yu
DOI:10.1016/j.jcat.2020.05.042
发表时间:2020-11-01
期刊:JOURNAL OF CATALYSIS
影响因子:7.3
作者:Geng, Shuo;Yang, Weiwei;Yu, Yongsheng
通讯作者:Yu, Yongsheng
Building P-doped MoS2/g-C3N4 layered heterojunction with a dual-internal electric field for efficient photocatalytic sterilization
构建具有双内电场的磷掺杂MoS2/g-C3N4层状异质结以实现高效光催化灭菌
DOI:10.1016/j.cej.2021.132588
发表时间:2022-02
期刊:Chemical Engineering Journal
影响因子:15.1
作者:Xin Zhang;Fenyang Tian;Xiao Lan;Yequn Liu;Weiwei Yang;Jie Zhang;Yongsheng Yu
通讯作者:Yongsheng Yu
Industrially promising NiCoP nanorod arrays tailored with trace W and Mo atoms for boosting large-current-density overall water splitting
具有工业前景的 NiCoP 纳米棒阵列,采用微量 W 和 Mo 原子定制,可促进大电流密度整体水分解
DOI:10.1039/d1nr03186d
发表时间:2021
期刊:Nanoscale
影响因子:6.7
作者:Xin Guo;Menggang Li;Lin He;Shuo Geng;Fenyang Tian;Ying Song;Weiwei Yang;Yongsheng Yu
通讯作者:Yongsheng Yu
High‐Index Faceted PdPtCu Ultrathin Nanorings Enable Highly Active and Stable Oxygen Reduction Electrocatalysis
高指数多面 PdPtCu 超薄纳米环可实现高活性和稳定的氧还原电催化
DOI:10.1002/smtd.202100154
发表时间:2021
期刊:Small Methods
影响因子:12.4
作者:Menggang Li;Fenyang Tian;Tianshu Lin;Lu Tao;Xin Guo;Yuguang Chao;Ziqi Guo;Qinghua Zhang;Lin Gu;Weiwei Yang;Yongsheng Yu;Shaojun Guo
通讯作者:Shaojun Guo
空间环境下质子辐照对2:17型钐钴永磁材料微观结构和磁性能的影响机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    于永生
  • 依托单位:
硬磁/反铁磁/软磁核壳结构纳米颗粒的可控制备、交换耦合机制和磁性能研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    于永生
  • 依托单位:
各向异性硬磁/软磁纳米颗粒多层自组装阵列的交换耦合机制和磁性研究
  • 批准号:
    51571072
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    于永生
  • 依托单位:
国内基金
海外基金