山東大學張子棟&張劍Fibers Polym.：Co/Al2O3復合納米纖維的靜電紡絲制備及其可調磁性能

DOI:10.1007/s12221-020-1409-0

在本文中，采用靜電紡絲法和選擇性還原相結合，制備了具有不同Co含量的Co/Al2O3復合納米纖維。通過控制復合納米纖維中的Co含量，不僅可以調節纖維的形態，而且可以很好地調節磁性，以滿足不同應用的要求。復合納米纖維的磁滯回線呈現出兩種不同的形狀，典型的鐵磁性和黃蜂腰型鐵磁性。有趣的是，與磁性成分含量密切相關的飽和磁化強度并不是隨著復合纖維中Co含量的增加而簡單地增強。當Co含量低于50wt％時，Ms值隨Co含量的增加而增大。之后，飽和磁化強度在Co含量接近60wt％時降低到谷值，然后再次增加。矯頑力也顯示出相同的趨勢。結果表明，偶極耦合相互作用在Co/Al2O3復合納米纖維的磁性能調節中起著關鍵作用。

圖1.制備過程示意圖。

圖2.具有不同Co含量的Co/Al2O3復合納米纖維的XRD圖譜（純非晶Al2O3納米纖維和純鈷納米纖維的圖譜比較）。

圖3.納米纖維的直徑和SEM圖像。

圖4.復合納米纖維的SEM圖像；（a）C8A2，（b）C6A4，（c）C5A5，（d）C4A6，（e）C2A8，（f）純Co和（g）純Al2O3，以及C8A2納米纖維的EDS結果。

圖5.納米纖維的TEM圖像：（a）純Co，（b）C8A2，（c）C6A4，（d）C5A5，（e）C4A6，（f）C2A8和（g）純Al2O3。

圖6.Co/Al2O3復合納米纖維在室溫下的磁滯回線，以Al2O3（青色），Co（黑色）納米纖維為參考。

圖7.復合納米纖維的SEM圖像，顯示玫瑰莖狀納米纖維結構。

圖8.（a）磁性參數的變化趨勢，（b）參數φ的變化趨勢，等于質量比（wt％）除以復合納米纖維的平均直徑（d），（c）矯頑力與1/φ之間的關系，以及（d）偶極耦合相互作用的示意圖，導致不同的磁響應行為。