层状双金属氢氧化物单一前驱体法制备合金纳米材料及其性能研究

金属合金纳米材料由于其组成的特殊性以及在纳米尺度下的一系列效应，因而具有既有别于体相材料又不同于单一金属的许多奇异的物理、化学性能，在磁记录、催化、吸波、生物医学等领域有广泛的应用前景。实现合金纳米材料的可控制备是该领域的重要研究方向。本项目提出以层状双金属氢氧化物（LDHs）为单一前驱体，通过热还原制备合金纳米材料。通过调变LDHs前驱体的金属元素组成、比例以及对反应条件的优化，实现合金纳米材料的可控制备；研究反应条件对合金纳米材料结构和性能的影响规律，制备出预期具有优异磁学性能的FeNi、FeCo等二元或多元合金纳米材料；揭示LDHs单一前驱体法制备合金纳米材料的科学本质及其所制备的合金纳米材料结构与性能的关系，为发展新型无机功能材料提供新的技术途径和科学基础。

金属合金纳米材料是一类重要的功能材料，在磁记录、催化、吸波、生物医学等领域有重要的应用前景。现有合成方法大多受混合前驱体的制约，难以保证产物组成的均匀性和分散性以及对金属元素化学剂量比的精确控制,并且存在着制备方法复杂、生产成本较高等诸多问题。本项目以层状双金属氢氧化物（LDHs）为单一前驱体制备合金纳米材料：首先，在水相中利用一步共沉淀方法将磁性过渡金属离子（Co2+、Fe3+或Ni2+）和非磁性金属离子（Mg2+、Zn2+或Al3+）引入LDHs前驱体主体层板，制备得到不同化学组成和形貌的LDHs；然后，以其为单一前驱体通过固相热分解反应制备金属合金纳米复合材料。通过调变LDHs前驱体的金属元素组成、比例及其层间阴离子的种类，成功实现了对合金纳米材料组成、结构和形貌的调控；利用多种表征技术对LDHs前驱体和热分解产物进行了表征；研究了反应条件对合金纳米材料结构和磁学性能的影响规律并探讨了结构与性能的关系。本项目为发展新型金属合金纳米功能材料提供了新的技术途径和科学基础，同时，这种低成本、可大批量制备的新型金属纳米材料具有优异的催化、吸附和化学稳定性，可直接用于去除废水中的污染物，有望取得良好的社会和经济效益。