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1 前言
随着时代的前进，材料进入了纳米材料的时代。而磁性纳米材料又有其它纳米材料无法比拟的性质，如磁性流体、磁记忆特性等。因为这些特性，它有广泛的应用。例如在生物技术方面，在外磁场的作用下，可实现材料的可控运动，利用这一点将药物运送到靶细胞，实现药物与机体点对点的治疗，这在治疗癌症时有很大的作用。还在形状记忆，微波通讯方面磁，感应控制等等都有很好的应用前景[1-2]。
最近几年人们对Fe3O4纳米晶的制备方法、形貌表征的研究愈来愈多，有采用滴定水解[3-4]及Massart[5]合成法分别制备Fe3O4磁性纳米粒子的研究；生物相容Fe3O4磁性纳米粒子合成的研究；Fe3O4纳米封堵剂制备的研究，钴掺杂的磁性氧化铁纳米粒子的可控合成的研究等等。通过之前的研究证明，不同的晶粒尺寸或不同的表面形貌晶体据有不同的物理化学性质。因此，我们可以通过掺杂过渡金属离子来调控Fe3O4晶体表面的原子排列和配位来精确调节晶体的表面形貌进而控制晶体的性能。
2 Fe3O4结构与形貌
Fe3O4具有反尖晶石结构，空间构形Fd3-m，由Fe2 、Fe3 、O2-组成的离子化合物晶体，可以简单地看成是FeO、Fe2O3构成的混合物。氧离子[110]方向作立方密堆积，构成八面体间隙和四面体间隙，其中Fe2 全部处于八面体间隙之中，Fe3 一半位于四面体间隙，另一半位于八面体间隙之中[6]。
图1 Fe3O4晶体结构示意图
Fe3O4作为典型的磁性铁氧化物和半导体材料，在催化，光学，电子，能量存储器件中有着广泛的应用。近年来，大量的工作致力于利用水热或有机相方法可控制备纳米或微米级的球形、立方、截角八面体、八面体等形貌Fe3O4晶体的研究。Fe3O4晶体作为面心立方结构晶体，各个晶面本征自由能顺序为γ{111}γ{100}γ{110}，即在无外在条件的影响下，晶体倾向于形成更稳定的{111}面包裹的八面体形貌。若存在外在条件的情况下，晶体的生长会因为外在条件的不同，而在成核后各个面的生长速度不同，最后形成不同形貌的晶体（如图2）。此外，还有过渡形貌立方八面体形、枝晶状和纳米线、纳米管状等。然而，我们要研究的是掺杂过渡金属离子对Fe3O4晶体的形貌调控并进一步对掺杂在晶体形貌变化中的作用做出合理的解释，以期对类似结构晶体的可控制备提供有效的帮助。
图2：不同Fe3O4晶体形貌图，（A：八面体型；B：立方型；C：球形）
3 高温热分解法制备Fe3O4纳米颗粒
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