在做振動樣品磁強計（VSM）測試時，科學指南針檢測平臺工作人員在與很多同學溝通中了解到，好多同學對VSM測試不太了解，針對此，科學指南針檢測平臺團隊組織相關同事對VSM測試進行整理，希望可以幫助到科研圈的伙伴們；

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振動樣品磁強計在

磁性石墨烯復合材料科研中

的應用案例

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振動樣品磁強計簡介：振動樣品磁強計（Vibrating Sample Magnetometer，VSM）是適用于各種磁性材料（磁性粉末、超導材料、磁性薄膜、各向異性材料、磁記錄材料、塊狀、單晶和液體等材料）的測量?？赏瓿纱艤鼐€、起始磁化曲線、退磁曲線及溫度特性曲線、IRM和DCD曲線的測量，具有測量簡單、快速和界面友好等特點。

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下面小編根據(jù)幾個案例來介紹VSM在磁性石墨烯復合材料在科研論文中的應用。

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案例1

VSM用于測量

磁性高性能電磁波

吸收復合材料中的磁性能

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1.題目及作者：

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2.文獻收錄：Journal of Materials Chemistry C

DOI：10.1039/C6TC01718E

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3.摘要：

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本文獻采用原位聚合和水熱相結合的兩步法將聚苯胺（PANI）與磁性石墨烯上的多孔二氧化鈦進行耦合。采用FETEM、FESEM、XRD、XPS和VSM等設備對磁性石墨烯@PANI@多孔二氧化鈦的微觀結構和形貌進行了表征。

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結果表明，磁性石墨烯完全被具有隨機取向的多孔?TiO2?所覆蓋，復合材料的寶盒磁化強度為19.2emu/g。PANI用來減小吸收器的厚度，而多孔的?TiO2?具有較大的表面積，可以通過多次反射增強電磁波與吸收器之間的相互作用，從而提高電磁波的吸收性能。作為電磁波吸收劑，復合材料的最大反射損失為-45.4dB，是由于更好的歸一化特性阻抗（接近1）時厚度只有1.5mm，以及在11.5GHz時吸收帶寬超過-10dB時候，厚度范圍從1-3.5mm。其優(yōu)異的電磁波吸收性能歸功于增強的介電弛豫過程、獨特的多孔納米結構、四分之一波長匹配模型和匹配良好的歸一化特性阻抗的綜合貢獻。因此，該復合材料可作為一種優(yōu)良的電磁波吸收材料，兩步法為設計一種厚度較薄的高性能電磁波吸收材料提供了有效途徑。

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4.測試儀器介紹：

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樣品用振動樣品磁強計測量了磁性能。

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5.測試譜圖：

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6.測試分析：

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如圖4所示，在室溫下用VSM法測量磁性石墨烯@聚苯胺@多孔 TiO2?的磁性能。磁性石墨烯和磁性石墨烯@PANI@多孔TiO2的磁滯回線不具有剩磁和矯頑力，表明其具有超順磁性。磁性石墨烯的飽和磁化強度（MS）值為63.5emu/g。而由于存在沒有磁性的PANI和多孔?TiO2，磁性石墨烯@PANI@多孔?TiO2?復合材料的飽和磁化強度低于純的磁性石墨烯。初始磁導率與磁化強度和矯頑力有關。為了提高電磁波的吸收，吸收器的初始磁導率應該盡可能的高，磁導率可以通過提高磁化強度或者降低矯頑力來提高。我們通過引入?NiFe2O4?粒子提高了?MS?值，這有利于提高初始磁導率，有望提高電磁波的吸收能力。當一個瓶子里裝滿了分散在乙醇中的磁性石墨烯，我們在瓶子旁邊放置一個磁貼，可以看到這種復合材料沿著磁場快速移動，幾分鐘內就在磁鐵附近聚集，繼而使溶液保持透明。

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7.文獻小結：

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文獻通過VSM測量復合材料的磁滯回線和飽和磁化率來研究增強材料吸收電磁波能力。

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案例2

磁性氧化石墨烯復合材料的

一步合成方法及其在

重金屬離子磁性固相萃取

的應用

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1.題目及作者：

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2.文獻收錄：Talanta

DOI：10.1016/j.talanta.2014.09.043

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3.摘要：

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本文獻采用一步共沉淀法合成了一種新型磁化氧化石墨烯復合材料，并通過TEM、XPS、和VSM對其進行了表征。并研究了磁性固相萃取法從復雜樣品中提取重金屬離子，對影響性能的幾個參數(shù)，如樣品的pH值、吸附劑用量、樣品體積、洗脫體積、共存離子等進行了詳細的洋酒。通過控制pH值，吸附的金屬離子易于洗脫，材料可重復使用20次以上。在優(yōu)化條件下，Co2+、Ni2+、Cu2+、Cd2+和?Pb2+離子的檢出限分別為0.016、0.046、0.395、0.038和0.157μg/L。該方法成功地應用于生物樣品分析，即使基質復雜，回收率也可以達到81-113%。

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4.測試儀器介紹：

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利用7307（Lakeshore 美國）振動樣品磁強計記錄樣品的磁化曲線。

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5.測試譜圖：

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6.測試分析：

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如圖3所示，F(xiàn)e3O4/GO的磁化曲線是在室溫下用超導量子干涉裝置通過循環(huán)-10~10kOe之間的磁場來測量的。磁滯回線呈S形，樣品的剩磁為0.785emu/g，除去外部磁場后，幾乎沒有剩磁，說明?Fe3O4/GO 表現(xiàn)出超順磁性。復合材料的寶盒磁化強度MS為48.6emu/g小于純??Fe3O4?的92emu/g。MS值的降低可能是由于GO上的Fe3O4含量相對較低。然而Fe3O4/GO在外部磁鐵作用下仍能快速分離。氧化石墨烯用量越多，對?Fe3O4/GO?的吸附能力越強。

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7.文獻小結：

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VSM用于測量復合材料的磁化曲線，計算樣品的飽和磁化強度，研究樣品磁性的大小。

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案例3

石墨烯/硬鐵氧體納米

復合材料

作為微波吸收材料的研究

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1.題目及作者：

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2.文獻收錄：Journal of Materials Science

DOI：10.1007/s10853-014-8676-3

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3.摘要：

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本文獻采用檸檬酸鹽溶膠-凝膠法，在膨脹石墨、膨脹氧化石墨、還原氧化石墨等多種形式的石墨烯納米片反應介質中合成了六鐵酸鋇納米粒子，制備了新型石墨烯/六鐵酸鋇納米復合材料作為微波吸收材料。采用XRD、Raman光譜、FTIR、SEM和熱重分析法對納米復合材料的微觀結構和物理性能進行了表征。利用VSM研究了納米復合材料的磁性能，并測定了樣品在8-12GHz頻率范圍內的微波吸收和反射特性。結果發(fā)現(xiàn)，石墨烯納米薄片表面成功地用六鐵酸鋇納米顆粒進行了修飾，得到的層狀納米復合結構在11.42GHz下的反射損失值為-58dB。

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4.測試儀器介紹：

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樣品均為粉狀，其磁性能在室溫下用VSM（LDJ ElectronicsInc，型號9600）進行了表征，磁場強度15kOe。

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5.測試譜圖：

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6.測試分析：

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VSM分析

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對?BaFe12O19?和石墨烯/?BaFe12O19?納米復合材料在室溫（300K）下的磁性能進行了研究，外加磁場在-1.5T到1.5T之間。圖7為樣品的磁滯回線。從圖7可以看出，所有樣品都表現(xiàn)除了硬鐵磁性，這與靜態(tài)磁滯回線的面積和高飽和磁化強度（?MS）值有關。當H ???趨于無窮大時，可以從M-1/H曲線得到??MS?的值，而強制場（?Hc）和剩磁則可以直接從磁滯回線中得到。BaFe12O19?的MS值約為65emu/g，與該材料的理論值72emu/g非常接近。樣品的高MS值使得材料很容易被磁鐵從水分散體中分離出來，如插圖所示。

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從圖中可以看出，BaM-EG和BaM-rEGO納米復合材料表現(xiàn)出與原始?BaFe12O19?非常相似的遲滯和磁性能。BaM-EG的?MS、Mr、和?Hc?值分別為69.4emu/g，32.4emu/g和4902Oe。BaM-rEGO的Ms、Mr和Hc值分別為68.5emu/g，31.2emu/g和4435Oe。另一方面BaM-EGO的MS、Mr和?Hc值最低，分別為40.4emu/g，18.5emu/g和4548Oe。與其他納米復合材料相比，BaM-EGO的磁化強度較低，可能是由于此類樣品的石墨烯層中自由電荷少所致。此外，很明顯，磁導率與磁分量在結構中的質量分數(shù)有關；因此從樣品的XRD圖譜可以看出，由于之前提高的包相的形成，使得BaM-EGO中活性磁性成分?BaFe12O19?的含量比其他納米復合材料的含量要少。納米復合材料的垂直度（?Mr/?MS）值大概為0.46。

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7.文獻小結：

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VSM測量幾種復合材料的磁化曲線，分析其磁性能，計算飽和磁化率和剩磁，以便用于磁性分離。

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總結：

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VSM主要應用于測量磁性材料的磁性能，可以通過VSM測定的磁化曲線得到磁性材料很多磁性參數(shù)，便于后續(xù)的研究進行。

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