聚酰亚胺激光光化学石墨化过程中磁性纳米颗粒的磁功能化与催化行为
材料科学
2023-11-09 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们报道了在磁铁矿纳米颗粒（MNP）存在下，利用激光辐照聚酰亚胺（PI）将其光化学石墨化为功能性磁性纳米复合材料。将覆有MNP的PI Kapton片在环境条件下使用皮秒脉冲激光（1064nm）进行光化学处理，以获得导电材料。处理材料的扫描电子显微镜揭示了层状磁性纳米颗粒/石墨纳米复合材料结构（MNP/graphite）。四探针电导率测量表明该纳米复合材料电导率为1550 S/m。基于超导量子干涉器件（SQUID）磁强计的磁表征显示，与MNP的各向同性响应相比，MNP/graphite纳米复合材料呈现各向异性铁磁响应。MNP/graphite纳米复合材料的拉曼光谱显示，相较于仅由PI片激光处理得到的石墨材料，石墨化程度提高四倍，无序度受抑，氮杂质减少。采用X射线光电子能谱、X射线衍射与能量色散X射线光谱来刻画MNP在MNP/graphite纳米复合材料形成过程中的相变。事后表征表明MNP在MNP/graphite纳米复合材料形成过程中可能存在光催化效应。在激光辐照下，MNP由初始Fe3O4相转变为{\gamma}-Fe2O3与Fe5C2相，并作为成核点催化PI的石墨化过程。
引用
@article{arxiv.2311.04264,
title = {Magnetic functionalization and Catalytic behavior of magnetic nanoparticles during laser photochemical graphitization of polyimide},
author = {Abhishek Sarkar and Ho-won Noh and Ikenna Nlebedim and Prana Shrotriya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.04264},
year = {2023}
}