稀土Ce3+掺杂纳米CoFe2O4的制备及其吸波性能

doi:10.11901/1005.3093.2017.611

材料研究学报

2018, Vol. 32

Issue (6): 449-454 DOI: 10.11901/1005.3093.2017.611

研究论文

本期目录 | 过刊浏览

稀土Ce³⁺掺杂纳米CoFe₂O₄的制备及其吸波性能

景红霞^1,²(

), 高明星², 王星梅², 裴王军³, 焦纬洲¹

1 超重力化工过程山西省重点实验室中北大学太原 030051
2 中北大学理学院化学系太原 030051
3 晋西工业集团表面处理分厂太原 030027

Preparation and Properties of Ce-doped Cobalt Ferrite

Hongxia JING^1,²(

), Mingxing GAO², Xingmei WANG², Wangjun PEI³, Weizhou JIAO¹

1 Shanxi Province Key Laboratory of Higee-Oriented Chemical Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China
2 Department of Chemistry, School of Science, North University of China, Taiyuan 030051, China
3 Branch Factory of Surface Treatment, Jinxi Industries Group, Taiyuan 030027, China

引用本文:

景红霞, 高明星, 王星梅, 裴王军, 焦纬洲. 稀土Ce³⁺掺杂纳米CoFe₂O₄的制备及其吸波性能[J]. 材料研究学报, 2018, 32(6): 449-454.
Hongxia JING, Mingxing GAO, Xingmei WANG, Wangjun PEI, Weizhou JIAO. Preparation and Properties of Ce-doped Cobalt Ferrite[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2018, 32(6): 449-454.

全文: PDF(1669 KB) HTML

摘要:

采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备稀土Ce³⁺掺杂纳米CoFe₂O₄,使用XRD、EDS、FT-IR、TEM和PNA等手段对产物的物相组成、形貌和电磁参数进行表征和分析,研究了掺杂稀土Ce³⁺对纳米CoFe₂O₄的结构和吸波性能的影响。结果表明：所制备出的CoFe₂O₄和CoFe_1.7Ce_0.3O₄具有尖晶石型结构,其粒径分别为70 nm和60 nm;在0~6 GHz频率范围内CoFe_2-_xCe_xO₄的吸波性能比纯CoFe₂O₄有了很大的提高,当x=0.3时吸波性能最佳,在5030 MHz处最大吸收峰值为-27.6 dB,-5 dB频宽为1.6 GHz。

关键词 ：无机非金属材料, 钴铁氧体, 吸波性能, 纳米粒子, 掺杂

Abstract：

Nanostructure of CoFe_2-_xCe_xO₄(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4) was synthesized by sol-gel coupled with self-propagating method. The prepared nanostructures were characterized by means of XRD, EDS, FT-IR, SEM, TEM and PNA in terms of phase constituents, morphology and electromagnetic properties. Peculiarly, the influence of the amount of Ce³⁺ on absorbing properties was investigated. Results show that the prepared CoFe₂O₄ has spinel structure. The average diameter of particles is about 70 nm. The microwave absorption ability of the CoFe_2-_xCe_xO₄ is greatly improved in the frequency domain of 0~6 GHz, in comparison to the pure CoFe₂O₄. When the Ce³⁺content is 0.3 it has the best wave-absorbing property at 5030 MHz, of which the maximum absorption can reach -27.6 dB and within a bandwidth of 1.6 GHz, its absorption is above -5 dB.

Key words： inorganic nonmetallic materials cobalt ferrite wave-absorbing properties nanoparticles doping

收稿日期: 2017-10-17

ZTFLH:

TB331

基金资助:国家自然科学基金(20871108,51272239),超重力化工过程山西省重点实验室项目(CZL201502)

作者简介:

作者简介景红霞,女,1982年生,博士

	服务

	把本文推荐给朋友
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章
	景红霞
	高明星
	王星梅
	裴王军
	焦纬洲
44.8K

链接本文:

https://www.cjmr.org/CN/10.11901/1005.3093.2017.611 或 https://www.cjmr.org/CN/Y2018/V32/I6/449

图1 不同样品的XRD图谱

图2 不同样品表面的EDS能谱

表1 样品表面各元素含量分析表

图3 不同样品的红外谱图

图4 不同样品的TEM照片

图5 CoFe2-xCexO4的磁导率实部和虚部与频率的关系

图6 CoFe2-xCexO4的介电常数实部和虚部与频率的关系

图7 CoFe2-xCexO4的吸收曲线

表2 纳米CoFe2-xCexO4粉体吸波性能数据

[1]	Ren X H, Xu G L.Electromagnetic and microwave absorbing properties of NiCoZn-ferrites doped with La3+[J]. J. Magn. Magn. Mater., 2014, 354: 44
[2]	Chen B Y, Chen D, Kang Z T, et al.Preparation and microwave absorption properties of Ni-Co nanoferrites[J]. J. Alloy. Compd., 2015, 618: 222
[3]	Bueno A R, Gregori M L, Nóbrega M C S. Microwave-absorbing properties of Ni0.50-xZn0.50-xMe2xFe2O4 (Me=Cu, Mn, Mg) ferrite-wax composite in X-band frequencies[J]. J. Magn. Magn. Mater., 2008, 320: 864
[4]	Tadjarodi A, Rahimi R, Imani M, et al.Synthesis, characterization and microwave absorbing properties of the novel ferrite nanocomposites[J]. J. Alloy. Compd., 2012, 542: 43
[5]	Zhang Y P, Song P X, Song X H, et al.Synthesis and magnetic properties of CoFe2O4 nanoparticles[J]. J. Synth. Cryst., 2014, 43: 3118张月萍, 宋平新, 宋小会等. CoFe2O4纳米颗粒的制备及其磁学性能[J]. 人工晶体学报, 2014, 43: 3118
[6]	Goldstein J I, Newbury D E, Echlin P, et al, translated by Zhang Q M, Xu P. Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis [M]. Tianjin: Nankai University Press, 1988Goldstein J I, Newbury D E, Echlin P等著, 张清敏, 徐濮译. 扫描电子显微镜和X射线微区分析 [M]. 天津: 南开大学出版社, 1988
[7]	Mali A, Ataie A.Structural characterization of nano-crystalline BaFe12O19 powders synthesized by sol-gel combustion route[J]. Scr. Mater., 2005, 53: 1065
[8]	Xu J J.Study on the microstructure and electromagnetic properties of rare-earth substituted hexagonal ferrites [D]. Changchun: Jilin University, 2011徐吉静. 稀土取代六方晶系铁氧体的微观结构和电磁性能研究 [D]. 长春: 吉林大学, 2011
[9]	Sun Y F, Li G D, Zhang C Z, et al.Synthesis and microwave absorbing properties of Z type Hexaferrite Ce-doped Ba3-xCexCo2Fe24O41[J]. J. Chin. Rare Earth Soc., 2006, 24(suppl.): 152孙银凤, 李国栋, 张常在等. 稀土Z型铁氧体Ba3-xCexCo2Fe24O41的制备及其微波吸收性能[J]. 中国稀土学报, 2006, 24(增刊): 152
[10]	Xu J J, Yang C M, Zou H F, et al.Electromagnetic and microwave absorbing properties of Co2Z-type hexaferrites doped with La3+[J]. J. Magn. Magn. Mater., 2009, 321: 3231
[11]	Deng L W, Ding L, Zhou K S, et al.Electromagnetic properties and microwave absorption of W-type hexagonal ferrites doped with La3+[J]. J. Magn. Magn. Mater., 2011, 323: 1895
[12]	Chen N, Mu G H, Pan X F, et al.Microwave absorption properties of SrFe12O19/ZnFe2O4 composite powders[J]. Mater. Sci. Eng., 2007, 139B: 256
[13]	Yun Y H, Liu Y L, Zhang W.Study on microwave absorption properties of nanometer Ni0.5Zn0.5CexFe2-xO4 ferrite by chemistry co-precipitation method[J]. J. Mater. Eng., 2008, 36(3): 58云月厚, 刘永林, 张伟. 化学共沉淀法制备的纳米Ni0.5Zn0.5CexFe2-x-O4铁氧体微波吸收特性研究[J]. 材料工程, 2008, 36(3): 58

[1]	宋莉芳, 闫佳豪, 张佃康, 薛程, 夏慧芸, 牛艳辉. 碱金属掺杂MIL125的CO₂ 吸附性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(9): 649-654.
[2]	邵鸿媚, 崔勇, 徐文迪, 张伟, 申晓毅, 翟玉春. 空心球形AlOOH的无模板水热制备和吸附性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(9): 675-684.
[3]	任富彦, 欧阳二明. g-C₃N₄ 改性Bi₂O₃ 对盐酸四环素的光催化降解[J]. 材料研究学报, 2023, 37(8): 633-640.
[4]	刘明珠, 樊娆, 张萧宇, 马泽元, 梁城洋, 曹颖, 耿仕通, 李玲. SnO₂ 作散射层的光阳极膜厚对量子点染料敏化太阳能电池光电性能的影响[J]. 材料研究学报, 2023, 37(7): 554-560.
[5]	李延伟, 罗康, 姚金环. Ni(OH)₂ 负极材料的十二烷基硫酸钠辅助制备及其储锂性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(6): 453-462.
[6]	余谟鑫, 张书海, 朱博文, 张晨, 王晓婷, 鲍佳敏, 邬翔. N掺杂生物炭的制备及其对Co²⁺ 的吸附性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(4): 291-300.
[7]	朱明星, 戴中华. SrSc_0.5Nb_0.5O₃ 改性BNT基无铅陶瓷的储能特性研究[J]. 材料研究学报, 2023, 37(3): 228-234.
[8]	闫春良, 郭鹏, 周靖远, 汪爱英. Cu掺杂非晶碳薄膜的电学性能及其载流子输运行为[J]. 材料研究学报, 2023, 37(10): 747-758.
[9]	刘志华, 岳远超, 丘一帆, 卜湘, 阳涛. g-C₃N₄/Ag/BiOBr复合材料的制备及其光催化还原硝酸盐氮[J]. 材料研究学报, 2023, 37(10): 781-790.
[10]	周毅, 涂强, 米忠华. 制备方法对磷酸盐微晶玻璃结构和性能的影响[J]. 材料研究学报, 2023, 37(10): 739-746.
[11]	谢锋, 郭建峰, 王海涛, 常娜. ZnO/CdS/Ag复合光催化剂的制备及其催化和抗菌性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(1): 10-20.
[12]	余超, 邢广超, 吴郑敏, 董博, 丁军, 邸敬慧, 祝洪喜, 邓承继. 亚微米Al₂O₃ 对重结晶碳化硅的作用机制[J]. 材料研究学报, 2022, 36(9): 679-686.
[13]	方向明, 任帅, 容萍, 刘烁, 高世勇. 自供能Ag/SnSe纳米管红外探测器的制备和性能研究[J]. 材料研究学报, 2022, 36(8): 591-596.
[14]	李福禄, 韩春淼, 高嘉望, 蒋健, 许卉, 李冰. 氧化石墨烯的变温发光[J]. 材料研究学报, 2022, 36(8): 597-601.
[15]	朱晓东, 夏杨雯, 喻强, 杨代雄, 何莉莉, 冯威. Cu掺杂金红石型TiO₂ 的制备及其光催化性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(8): 635-640.

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed