Page 50 - 《精细化工）》2023年第10期

·2128· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

一个短暂的不连续的成核过程，然后缓慢地控制晶 长的溶剂是磁性纳米片各向异性生长的主要驱动
核的生长 [60] 。短时间的成核和长时间的晶体生长， 力。图 3 为溶剂热法制备磁性纳米片示意图。一般
使纳米颗粒有可能变得更加均匀 [61] 。而且，很多反 来说，二维结构的纳米片是通过沿平面的各向异性
应都展现出 Ostwald 熟化现象，使纳米颗粒的粒径 生长以及沿垂直方向定向生长的限制而形成的。毫
在一定范围内可控 [62] 。此外，反应调控剂选择性吸 无疑问，反应调控剂对磁性纳米片片状结构的形成
附在特定的晶面上，是分解法制备磁性纳米片最重 是必不可少的因素。反应调控剂在不同晶面上的选
要的反应机理。吸附的配体使不同晶面的生长动力 择性吸附，限制了晶体的进一步生长，是导致片状
学和表面能发生改变，通过调节前驱体到核的平衡 结构的重要原因。一些具有羰基或羟基的添加剂，
[18]
来减缓成核过程，最终使磁性纳米颗粒各向异性生 如乙二醇（EG） 、聚乙烯吡咯烷酮（PVP） [18,25-26] 、
长，成为片状结构。通过调整反应调控剂的配比， 聚乙二醇（PEG） [27] 、二甘醇（DEG） [13,28-30] 等，
可以实现对磁性纳米片的大小、形状的控制。常见 具有螯合和还原作用，而且与金属离子有独特的相
的反应调控剂包括有机物 [19] 、羧酸钠盐 [20] 、表面活 互作用，通过吸附在某一表面上而降低其表面能，
性剂 [21-23] 。例如：ZHOU 等 [21-22] 采用油酸钠（NaOL） 从而形成二维纳米结构。例如：ZHANG 等 [13] 报道
作为反应调控剂分解油酸铁（FeOL），成功制备出 了一种简单无模板合成单晶磁性纳米片的方法，二
边长为 20 nm 均匀六边形的 Fe 3 O 4 磁性纳米片，在 甘醇的存在使(111)晶面的生长受到抑制，从而形成
片状结构。多数研究者通过更改反应溶剂及调控剂
油酸和苄基醚存在下，通过调控 NaOL 的用量，合
成了不同厚度的磁性纳米片；LIU 等 [23] 通过乙酰丙 等反应条件，使生长晶面得到控制，同样可以实现
磁性纳米片的制备 [31-36] 。此外，定向聚集与生长、
酮铁〔Fe(acac) 3 〕在油胺中的热分解，通过调整二
自组装、Ostwald 熟化等反应机理，对磁性纳米片的
甲基二硬脂酰氯化铵（DTAC）和 1,2-十六烷二醇
制备也有一定影响 [25] 。
（DH）的配比，实现了不同结构的磁性纳米颗粒的

制备（图 2）；CHEN 等 [24] 采用尿素介导的配位过程，
成功地制备了二维含铁复合物纳米片。
在高沸点的有机溶剂中，热分解适当的前驱体
可以制备磁性纳米片，已被证明是一种有效的方法。
采用分解法制备磁性纳米片，具有粒径分布窄、单

分散性高、结晶度高、形貌、大小可控等优点。但 [18]
图 3 溶剂热法制备磁性纳米片示意图
整个过程流程繁琐、操作复杂、反应条件苛刻，限 Fig. 3 Schematic diagram of magnetic nanosheets synthesized
制了分解法批量制备磁性纳米片。 by solvothermal method [18]

溶剂热法制备的磁性纳米片分散性相对较好，
结晶度高、粒径均匀，可以通过调节反应温度、反
应时间、溶剂的种类与配比等条件，实现对纳米材
料的形貌、尺寸的调控。相比于分解法，溶剂热法
工艺简单、设备单一、反应温度有所降低、条件相
对温和。但是对于反应溶剂来说，高温伴随着高压，
因此，该方法对反应设备要求相对较高，适宜小批
量的生产。
1.3 高温还原法

图 2 分解法制备不同形状磁性纳米颗粒示意图 [23] 高温还原法是近十几年发展起来的一种制备磁
Fig. 2 Schematic diagram of magnetic nanoparticles with 性纳米粒子的方法。其基本原理是先通过溶剂法制
different shapes synthesized by decomposition 备出前驱体，然后在高温下通过还原剂还原，得到
method [23]
最终产物。特别是 Fe 3 O 4 磁性纳米片的制备，从
1.2 溶剂热法 α-Fe 2 O 3 到 Fe 3 O 4 的转变是由六方紧密排列的氧化物
溶剂热法是在高温、高压的环境下，将难溶或 离子阵转变为立方紧密排列的氧化物离子阵。由于
不溶的前驱体溶于溶剂中，导致在常温常压下难以 α-Fe 2 O 3 中氧空位的调节作用，虽然改变了填充方
发生的化学反应，在高压釜中得以顺利进行 [63] 。对 式，但仍能保持原有的形态 [37] 。简单来说，片状结
于无模板反应体系，溶液中的高化学势以及调控生 构是前驱体所决定的，因而类似溶剂热法，调控剂