中國粉體網(wǎng)訊  磁性金屬氧化物納米管是在磁性氧化物納米線、納米棒等實(shí)心納米材料的研究之后逐漸興起的。中空管狀納米材料因具有獨(dú)特的內(nèi)外雙層活性表面、高的表面能、大的表面體積比及優(yōu)良的吸附性能而備受人們的關(guān)注。磁性金屬氧化物納米管具有穩(wěn)定性高、合成成本低、耐腐蝕及磁學(xué)性能好等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),正逐漸成為一類重要的新型納米功能材料。鐵系磁性金屬氧化物納米管因具有獨(dú)特的管狀結(jié)構(gòu)及優(yōu)異的光、電、磁等性能而顯示出重要的應(yīng)用前景。

　　一、Fe2O3納米管的應(yīng)用

　　Fe2O3的穩(wěn)定性高、消耗低、能隙小,常見的應(yīng)用有:(1)生物及傳感方面。納米磁性氧化鐵可用作磁共振成像造影劑、磁誘導(dǎo)藥物傳輸工具及生物材料的磁性分離,其納米管狀結(jié)構(gòu)還可廣泛應(yīng)用于氣體傳感,如Fe2O3納米管對乙醇和氫氣等表現(xiàn)出優(yōu)異的傳感性能,并可通過催化化學(xué)發(fā)光技術(shù)實(shí)現(xiàn)對硫化氫的超靈敏傳感。(2)電池材料方面。Fe2O3納米管具有高的表面積,能為離子和電子提供快速通道,從而獲得高的充/放電速率。此外,納米管還可直接生長在電流集電器上,可有效降低接觸電阻。據(jù)報道,Fe2O3納米管的比電容可達(dá)138F/g(電流密度1.3A/g),循環(huán)500次后,其比電容仍可保持在89%。(3)光電方面。Fe2O3可以捕捉太陽光的能量,其理論最大光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)12.9%,管狀Fe2O3擁有更好的光電轉(zhuǎn)化性能,當(dāng)管壁特別薄或結(jié)晶化程度非常高時,其光響應(yīng)性能可得到明顯改善。例如,壁厚為5～7nm的Fe2O3納米管在光解水時可產(chǎn)生1.41mA/cm2的光電流。該納米管陣列還可光催化降解亞甲基藍(lán)等有機(jī)污染物。

　　二、Fe3O4及Co3O4納米管的應(yīng)用

　　除Fe2O3納米管外,Fe3O4納米管因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的磁性也常被用作自旋電子設(shè)備、磁流體、生物傳感器、數(shù)據(jù)儲存設(shè)備及磁力顯微鏡的掃描探針等,其室溫下的電阻系數(shù)可達(dá)4×10-2Ω·cm,并隨溫度的降低而線性增大,活化能約為0.1eV,可在0.7T、77K時產(chǎn)生磁致電阻。此外,Fe3O4磁性納米管還可用于生物領(lǐng)域,如內(nèi)表面覆蓋有一層Fe3O4納米粒子的硅納米管,經(jīng)熒光素標(biāo)記后可用于人的免疫綁定及藥物傳輸。納米Co3O4擁有特殊磁、光及傳導(dǎo)性能,可用于催化、傳感及作為電極材料。有研究表明,Co3O4納米管擁有很好的電容量,在電流密度為0.1A/g時,電容可達(dá)574F/g,經(jīng)過1000次連續(xù)的充放電仍能保持95%的比電容,是一種很有前景的超級電容材料,可用作新型鋰離子電池的研制。