吴依琳 李永贵 宋晓蕾 钟建雄 麻文效 包宗尧

摘要： 为拓展核壳结构纳米材料在电磁防护领域的应用，文章采用溶胶-凝胶法制备Fe3O4@ZnO核壳结构纳米微粒，借助XRD、HRTEM、DLS和EDS分析其结构形态及元素成分，利用半导体参数测试系统、振动样品磁强计（VSM）与磁导率计分别测试产物电、磁性能。结果表明：纳米微粒壳层厚度分别为9.35、23.25 nm和36.65 nm;当ZnO壳层厚度增加，产物的相对磁导率由1.142 H/m降至1.087 H/m;而电导值从9.87×10-7 S增加到16.91×10-7 S。说明ZnO对Fe3O4的包覆使部分磁场信号衰减，同时提高了纳米微粒的导电性能。通过改变壳层厚度可调控Fe3O4@ZnO纳米微粒的电、磁性能，该纳米微粒可用于导电纤维和复合功能织物的制备。

关键词：

核壳结构;纳米微粒;溶胶-凝胶法;Fe3O4@ZnO;磁性;导电性

中图分类号： TS101.8;TQ138.1

文献标志码： A

文章编号： 1001-7003（2021）10-0001-06

引用页码： 101101

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2021.10.001（篇序）

Analysis of the effect of shell thickness on the electromagnetic properties of Fe3O4@ZnO nanoparticles

WU Yilin1， LI Yonggui1，2a，b， SONG Xiaolei2b， ZHONG Jianxiong2b， MA Wenxiao1， BAO Zongyao3

（1.College of Textile and Light Industry， Inner Mongolia University of Technology， Hohhot 010080， China; 2a.Fujian Key Laboratory ofNovel Functional Textile Fibers and Materials; 2b.Clothing and Design Faculty， Minjiang University， Fuzhou 350108， China;3.School of Textile Science and Engineering， Xian Polytechnic University， Xian 710048， China）

Abstract：

In order to expand the applications of core-shell nanoparticles in the field of electromagnetic protection， Fe3O4@ZnO core-shell nanoparticles were prepared by sol-gel method. XRD， HRTEM， DLS and EDS were used to analyze their morphology and elemental composition. The electrical and magnetic properties of the resulting products were tested by the semiconductor parameter test system， vibrating specimen magnetometer（VSM） and permeability meter， respectively. The results show that the shell thicknesses of the nanoparticles are 9.35 nm， 23.25 nm and 36.65 nm， respectively. When the shell thickness of ZnO increases， the relative permeability of products decreases from 1.142 H/m to 1.087 H/m， while the conductivity value increases from 9.87×10-7 S to 16.91×10-7 S， indicating that the coating of Fe3O4 by ZnO attenuates part of the magnetic field signals， while improving the conductivity of nanoparticles. The electrical and magnetic properties of Fe3O4@ZnO nanoparticles can be controlled by changing the shell thickness. The nanoparticles can be used for the preparation of conductive fibers and composite functional fabrics.

Key words：

core-shell structure; nanoparticles; sol-gel method; Fe3O4@ZnO; magnetic; conductivity

收稿日期： 2021-04-05;

修回日期： 2021-09-12

基金項目： 福建省基础研究与高校产学合作计划项目（2019H6019）;福建省自然科学基金项目（2020J01849）;闽江学院科研项目（YSZ20007）

作者简介： 吴依琳（1996），女，硕士研究生，研究方向为功能纺织材料。通信作者：李永贵，教授，liyonggui@mju.edu.cn。

由于现代通讯技术引起的电磁污染日益严重，电磁屏蔽技术与材料的开发成为当前的研究热点[1-2]。电磁波的吸收机理主要是通过磁损耗或介质损耗，将电磁波转化为热能或其他形式的能量来实现[3]。四氧化三铁（Fe3O4）由于具有优良的电磁性能，使其在电磁波吸收材料的应用中具有极大潜力。例如，采用化学沉淀法可以合成具有良好电磁性能的复合Fe3O4-SnO2纳米颗粒[4];采用超声喷涂技术能够制备三维褶皱还原石墨烯/氮化物/Fe3O4微球[5];基于共沉淀原理通过一步法可制得Fe3O4纳米线@氧化石墨烯杂化体[6]。……