钐钴（SmCo）合金是一类特殊的稀土金属（REM）磁性材料，对于在宽温度范围内的磁性和电子应用极其重要。具有纳米结构的SmCo，尤其是SmCo纳米颗粒（NPs），可以作为制造永久磁铁的磁性构件，以进一步增强磁性能， SmCo NP可以同时具有大的矫顽力和高的磁矩，从而可以制备具有高能产品的纳米复合材料，这对于最小化磁性和电子组件至关重要。然而，具有纳米结构的SmCo合金容易氧化，从而降低其磁性能，并进一步加剧了产品纯化的难度。常规策略是在预先形成的NP上覆盖一层保护材料，以防止NP迅速而深层地氧化。保护性涂层材料可以是金属或无机氧化物，但由于涂层材料的大部分是非磁性成分，因此往往会降低SmCo NP的磁性。

有鉴于此，布朗大学孙守恒教授，北京工业大学岳明教授报道了通过涂覆一层N掺杂石墨碳（NGC）来合成尺寸可控的SmCo₅纳米颗粒（NPs）并稳定NPs免受空气氧化。

文章要点：

1）研究人员使用聚多巴胺（PDA）化学方法，制备了氧化钐钴（SmCo-O）NPs，然后用PDA涂覆这些NPs，并在700 ℃下将其转换为10 nm厚的NGC层。将SmCoO/NGC NPs埋入CaO基质中并在850 ℃下用Ca还原，将其进一步转化为SmCo₅/NGC NPs，并保留10 nm NGC涂层。

2）NGC涂层在室温，甚至100 ℃时能更有效地稳定180 nm 的SmCo₅ NPs使其免受空气氧化，在100 ℃暴露48 h后，磁化值仅变化1.7％（从86.8 emu/g到85.4 emu/g）。作为比较，没有NGC保护的相同180 nm SmCo₅ NPs在室温或100 ℃下更容易被氧化，在100 ℃下，48 h后其磁化强度降至60.5 emu/g。

总之，用NGC薄层覆盖SmCo₅ NPs是稳定SmCo₅ NPs免受空气氧化的可靠方法。

Zhenhui Ma, et al, Stabilizing hard magnetic SmCo5 nanoparticles by N-doped graphitic carbon layer, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c02197

https://doi.org/10.1021/jacs.0c02197