一种光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列及其制备方法

IPC分类号 : H01B13/016,D01F6/52,D01F1/10,D01D1/02,D01D5/34,B82B3/00,B82B1/00

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CN201410707446.8

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专利摘要

本发明涉及一种光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列及其制备方法，属于纳米材料制备技术领域。本发明包括五个步骤：(1)沉淀法制备油酸包覆的Fe3O4纳米晶；(2)沉淀法制备Tb(BA)3phen配合物；(3)制备聚甲基丙烯酸甲酯；(4)配制纺丝液；(5)制备[Fe3O4/PANI/PMMA][Tb(BA)3phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列，采用同轴静电纺丝技术制备。所制备的带状同轴纳米电缆阵列具有良好的发光、导电和磁性，带状同轴纳米电缆的宽度为10μm，厚度小于1μm，长度大于500μm。本发明的方法简单易行，可以批量生产，这种新型的纳米结构材料具有广阔的应用前景。

权利要求

1.一种光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列，其特征在于，带状同轴纳米电缆呈现阵列结构，具有发光、导电和磁性三种功能，带状同轴纳米电缆的宽度为10μm，厚度小于1μm，长度大于500μm。

2.一种如权利要求1所述的光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列的制备方法，其特征在于，采用同轴静电纺丝技术，以N,N-二甲基甲酰胺DMF和氯仿CHCl₃为混合溶剂，制备产物为[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列，其步骤为：

(1)沉淀法制备油酸包覆的Fe₃O₄纳米晶

将5.4060g FeCl₃·6H₂O，2.7800g FeSO₄·7H₂O，4.04g NH₄NO₃和1.9g分子量为20000的聚乙二醇溶于100mL去离子水中，加热至50℃并通入氩气30min，然后缓慢滴加氨水至溶液的pH值为11，继续通氩气20min得到黑色悬浊液，将此悬浊液磁分离后，用无水乙醇和去离子水依次洗涤三次，将产物置于60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到直径为8-10nm的Fe₃O₄纳米晶；取1.5000g所制备的Fe₃O₄纳米晶分散在已通入30min氩气的100mL去离子水中并超声分散20min，然后将溶液在氩气保护下加热到80℃，并加入1mL油酸，然后继续反应40min，将所得到的沉淀进行磁分离，去除水层并将沉淀在60℃真空干燥箱中干燥12h，得到油酸包覆的Fe₃O₄纳米晶；

(2)沉淀法制备Tb(BA)₃phen配合物

将1.8693g Tb₄O₇溶于10mL浓硝酸中，加热蒸干得到Tb(NO₃)₃晶体，加入20mL无水乙醇，配制成Tb(NO₃)₃的乙醇溶液；将1.8320g苯甲酸和0.9910g邻菲啰啉加入到50mL无水乙醇中配制成混合配体溶液，加热到50-60℃，在不断搅拌的情况下将Tb(NO₃)₃的乙醇溶液逐滴加到混合配体溶液中，再加入浓NH₃·H₂O调节pH为6-6.5之间，继续反应3h，所得沉淀依次用水和乙醇洗涤3次，最后在干燥箱中60℃下干燥12h，得到Tb(BA)₃phen配合物；

(3)制备聚甲基丙烯酸甲酯PMMA

称取100g甲基丙烯酸甲酯MMA和0.1g过氧化二苯甲酰BPO，加入到带有回流装置的250mL三颈瓶中并搅拌均匀，将上述溶液在90-95℃的温度下剧烈搅拌并回流至溶液有一定粘度，当其粘度与甘油相近后，在继续搅拌的同时停止加热并自然冷却到室温，之后将上述溶液灌注到试管中，灌注高度为5-7cm，灌注完毕后静置2h至试管内的溶液没有气泡，然后将上述试管转移到50℃干燥箱中放置48h，试管内的液体硬化为透明的固体，最后将干燥箱温度提高至110℃并保温2h，使聚合反应结束，然后自然冷却至室温，得到聚甲基丙烯酸甲酯PMMA；

(4)配制纺丝液

在9.3750g氯仿和0.6250g DMF的混合溶剂中加入0.5g PMMA和0.0500g Tb(BA)₃phen配合物并搅拌48h，得到壳层纺丝液；在9.3750g氯仿和0.6250g DMF的混合溶剂中加入0.5g PMMA和2.0g油酸包覆的Fe₃O₄纳米晶并搅拌48h，得到均匀的胶状液，将0.1500g苯胺和0.1873g樟脑磺酸加入到上述胶状液中并搅拌2h后，加入0.3676g过硫酸铵搅拌30min，然后将溶液放入5℃的冰箱冷藏室中24h，得到芯层纺丝液；为了得到纳米电缆芯层的电导率，将芯层纺丝液滴到玻璃片上，待其干燥后用范德堡法测得其电导率为1.092×10^-2S/cm；

(5)制备[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列

以一支带有截平的15#不锈钢针头的5mL注射器作为内纺丝管，一支带有1mL塑料喷枪头的10mL注射器作为外纺丝管，内纺丝管所带不锈钢针头的尖端处于外纺丝管所带塑料喷枪头的中间部分，将芯层纺丝液加入到内纺丝管中，壳层纺丝液加入到外纺丝管中进行同轴静电纺丝，采用竖喷方式，接收装置为一个水平放置的，长20cm，直径为7cm的圆柱形铝制转筒，转速为1500r/min，其它纺丝参数为：纺丝电压为6kV，针尖与转筒的距离为12cm，环境温度为26℃，相对湿度20％-30％，得到[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列，饱和磁化强度为23.99emu/g，带状同轴纳米电缆的宽度为10μm，厚度小于1μm，长度大于500μm，芯层电导率为1.092×10^-2S/cm，在338nm的紫外光激发下，带状同轴纳米电缆阵列发射出主峰位于545nm的明亮绿光，该带状同轴纳米电缆阵列具有良好的发光、导电和磁性三功能。

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体说涉及一种光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列及其制备方法。

背景技术

一维纳米结构材料的制备及性质研究是目前材料科学研究领域的前沿热点之一。纳米电缆(Nanocables)由于其独特的性能、丰富的科学内涵、广阔的应用前景以及在未来纳米结构器件中占有的重要战略地位，近年来引起了人们的高度重视。同轴纳米电缆的研究起步于90年代中期，2000年以后发展比较迅猛，到目前为止，人们采用不同的合成方法，不同种类的物质已成功制备出了上百种同轴纳米电缆，如：Fe/C、Zn/ZnO、C/C、SiC/C、SiGaN/SiO_xN_y以及三层结构的Fe-C-BN和α-Si₃N₄-Si-SiO₂等。根据纳米电缆芯层和鞘层材质不同，可分为以下几类：半导体-绝缘体、半导体-半导体、绝缘体-绝缘体、高分子-金属、高分子-半导体、高分子-高分子、金属-金属、半导体-金属等。带状同轴纳米电缆具有芯-壳结构、芯层和壳层都呈带状、且处于同轴结构，并且芯层具有导电性。带状同轴纳米电缆与通常所说的同轴纳米电缆的结构不同。通常所说的同轴纳米电缆的横截面，无论是芯层还是壳层，都是圆形，但是带状同轴纳米电缆的横截面，无论是芯层还是壳层，都是矩形。带状同轴纳米电缆及其阵列是一种新型的纳米电缆材料，该种特殊的纳米结构具有纳米电缆和纳米带的特性，已经引起了人们的高度重视。

四氧化三铁Fe₃O₄是一种重要而广泛应用的磁性材料。人们已经采用多种方法，如沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热与溶剂热法、热分解法、静电纺丝法等方法成功地制备出了Fe₃O₄纳米粒子、纳米棒、纳米线、纳米膜、杂化结构、核壳结构纳米颗粒等纳米材料，技术比较成熟。稀土金属铽配合物Tb(BA)₃phen，Tb³⁺为铽离子，BA为苯甲酸根，phen为邻菲啰啉，因铽离子独特的电子构型而成为具有独特性能的发光材料，如发光强度高、稳定性好、荧光量子产率高、单色性好等优点，是一种广泛应用的荧光材料。聚苯胺PANI由于其容易合成、电导率高和环境稳定性好等优点，已经成为导电聚合物领域研究的热点之一。人们已经合成了纳米线、纳米棒、纳米管和纳米纤维等一维纳米结构的聚苯胺PANI。

已有的研究已经证明，当磁性化合物Fe₃O₄或者深颜色的导电聚苯胺PANI与稀土配合物Tb(BA)₃phen直接混合会显著降低其发光效果，因此要获得Tb(BA)₃phen良好的发光效果，必须使Tb(BA)₃phen与Fe₃O₄或PANI实现有效分离。如果将Fe₃O₄纳米晶和导电高分子聚苯胺PANI与聚甲基丙烯酸甲酯PMMA混合制备成纳米带，导电PANI是连续的，保证了其的高导电性，作为同轴纳米电缆的芯层，则该芯层具有导电性和磁性，而将Tb(BA)₃phen分散于高分子PMMA中制备成纳米带，作为同轴纳米电缆的壳层，则该壳层具有发光特性，形成[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆，前面的物质为芯层，后面的物质为壳层，从而可以使Fe₃O₄和导电聚苯胺PANI与Tb(BA)₃phen实现了有效分离，这样就可以得到性能良好的光电磁三功能带状同轴纳米电缆，如果采用特殊装置，还可以得到光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列，目前尚未见相关的文献报道。

专利号为1975504的美国专利公开了一项有关静电纺丝方法(electrospinning)的技术方案，该方法是制备连续的、具有宏观长度的微纳米纤维的一种有效方法，由Formhals于1934年首先提出。这一方法主要用来制备高分子纳米纤维，其特征是使带电的高分子溶液或熔体在静电场中受静电力的牵引而由喷嘴喷出，投向对面的接收屏，从而实现拉丝，然后，在常温下溶剂蒸发，或者熔体冷却到常温而固化，得到微纳米纤维。近10年来，在无机纤维制备技术领域出现了采用静电纺丝方法制备无机化合物如氧化物纳米纤维的技术方案，所述的氧化物包括TiO₂、ZrO₂、Y₂O₃、Y₂O₃:RE³⁺(RE³⁺＝Eu³⁺、Tb³⁺、Er³⁺、Yb³⁺/Er³⁺)、NiO、Co₃O₄、Mn₂O₃、Mn₃O₄、CuO、SiO₂、Al₂O₃、V₂O₅、ZnO、Nb₂O₅、MoO₃、CeO₂、LaMO₃(M＝Fe、Cr、Mn、Co、Ni、Al)、Y₃Al₅O₁₂、La₂Zr₂O₇等金属氧化物和金属复合氧化物。董相廷等使用单个喷丝头、采用静电纺丝技术制备了PAN/Eu(BA)₃phen复合发光纳米纤维[化工新型材料,2008,36(9),49-52]；王策等使用单个喷丝头、采用静电纺丝法制备了聚乙烯吡咯烷酮/四氧化三铁复合纳米纤维[高等学校化学学报,2006,27(10),2002-2004]；Qingbiao Yang,et al使用单个喷丝头、采用静电纺丝技术制备了Fe₂O₃nanoparticles/Eu(DBM)₃(Bath)复合双功能磁光纳米纤维[Journal of Colloid and Interface Science,2010,350,396-401]。将静电纺丝技术进行改进，采用同轴喷丝头，将纺丝溶液分别注入到内管和外管中，当加高直流电压时，内外管中的溶液同时被电场力拉出来，固化后形成同轴纳米电缆，该技术即是同轴静电纺丝技术。王策等用该技术制备了二氧化硅聚合物同轴纳米纤维[高等学校化学学报,2005,26(5):985-987]；董相廷等利用该技术制备了TiO₂SiO₂亚微米同轴电缆[化学学报,2007,65(23):2675-2679]、ZnOSiO₂同轴纳米电缆[无机化学学报,2010,26(1),29-34]、Al₂O₃/SiO₂同轴超微电缆[硅酸盐学报,2009,37(10),1712-1717]；Han,et al采用该技术制备了PC(Shell)/PU(Core)复合纳米纤维[Polymer composites,2006,10:381-386]。目前，未见利用同轴静电纺丝技术制备[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列的相关报道。

目前文献中有两篇论文报道了芯-壳结构的带状同轴纳米电缆及阵列，Baochang Cheng,et al采用气相法制备了Zn₂SiO₄/ZnO带状异质同轴纳米电缆[J.Phys.Chem.C,2008,112,16312-16317]；Yongsong Luo,et al采用水热-还原法相结合制备了石墨烯包覆的TiO₂Co₃O₄带状同轴纳米电缆阵列[J.Mater.Chem.A,2013,1,273-281]。目前未见利用同轴静电纺丝技术制备光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列的相关报道。

利用静电纺丝技术制备纳米材料时，原料的种类、高分子模板剂的分子量、纺丝液的组成、纺丝过程参数对最终产品的形貌和尺寸都有重要影响。本发明采用同轴静电纺丝技术，以油酸包覆的Fe₃O₄纳米晶、苯胺、樟脑磺酸、过硫酸铵、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、N,N-二甲基甲酰胺DMF和氯仿CHCl₃的混合液为芯层纺丝液；采用沉淀法制备出以苯甲酸BA和邻菲啰啉phen为配体的铽配合物Tb(BA)₃phen；将Tb(BA)₃phen、PMMA、DMF和CHCl₃混合形成壳层纺丝液，控制壳层和芯层纺丝液的粘度至关重要，采用同轴静电纺丝技术，在最佳的工艺条件下，获得结构新颖的[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列。

发明内容

在背景技术中采用气相法制备了Zn₂SiO₄/ZnO带状异质同轴纳米电缆和采用水热-还原法相结合制备了石墨烯包覆的TiO₂Co₃O₄带状同轴纳米电缆阵列。在背景技术中使用了单个喷丝头、采用静电纺丝技术制备了金属氧化物和金属复合氧化物纳米纤维、聚乙烯吡咯烷酮/四氧化三铁复合纳米纤维、PAN/Eu(BA)₃phen复合发光纳米纤维和Fe₂O₃ nanoparticles/Eu(DBM)₃(Bath)复合双功能磁光纳米纤维。背景技术中的使用同轴静电纺丝技术制备了无机物无机物、无机物高分子及高分子高分子纳米电缆，所使用的原料、模板剂、溶剂和最终的目标产物都与本发明的方法有所不同。本发明使用同轴静电纺丝技术制备了结构新颖的[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列，以Fe₃O₄纳米晶+PANI+PMMA为芯层，以Tb(BA)₃phen配合物+PMMA为壳层构成了带状同轴纳米电缆，呈定向排列形成阵列，带状同轴纳米电缆的宽度为10μm，厚度小于1μm，长度大于500μm。

本发明是这样实现的，首先采用沉淀法制备出油酸包覆的Fe₃O₄纳米晶和Tb(BA)₃phen配合物，再制备出用于同轴静电纺丝技术的具有一定粘度的壳层和芯层纺丝液，控制壳层和芯层纺丝液的粘度至关重要。应用同轴静电纺丝技术进行静电纺丝，在最佳的工艺条件下，获得结构新颖的[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列。其步骤为：

(1)沉淀法制备油酸包覆的Fe₃O₄纳米晶

(2)沉淀法制备Tb(BA)₃phen配合物

(3)制备聚甲基丙烯酸甲酯PMMA

(4)配制纺丝液

在9.3750g氯仿和0.6250g DMF的混合溶剂中加入0.5g PMMA和0.0500gTb(BA)₃phen配合物并搅拌48h，得到壳层纺丝液；在9.3750g氯仿和0.6250g DMF的混合溶剂中加入0.5g PMMA和2.0g油酸包覆的Fe₃O₄纳米晶并搅拌48h，得到均匀的胶状液，将0.1500g苯胺和0.1873g樟脑磺酸加入到上述胶状液中并搅拌2h后，加入0.3676g过硫酸铵搅拌30min，然后将溶液放入5℃的冰箱冷藏室中24h，得到芯层纺丝液；为了得到纳米电缆芯层的电导率，将芯层纺丝液滴到玻璃片上，待其干燥后用范德堡法测得其电导率为1.092×10^-2S/cm；

(5)制备[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列

上述过程中所制备的结构新颖的[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列，以Fe₃O₄纳米晶+PANI+PMMA为芯层，以Tb(BA)₃phen配合物+PMMA为壳层构成了带状同轴纳米电缆，呈定向排列形成阵列，饱和磁化强度为23.99emu/g，带状同轴纳米电缆的宽度为10μm，厚度小于1μm，长度大于500μm，芯层电导率为1.092×10^-2S/cm，在338nm的紫外光激发下，带状同轴纳米电缆阵列发射出主峰位于545nm的明亮绿光，实现了发明目的。

附图说明

图1是[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列的XRD谱图；

图2是[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列的SEM照片，该图兼做摘要附图；

图3是[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列的光学显微镜照片；

图4是单根[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆的线分析能量色散谱；

图5是[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列的激发光谱图；

图6是[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列的发射光谱图；

图7是[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列的磁滞回线图。

具体实施方式

本发明所选用的氧化铽Tb₄O₇的纯度为99.99％，N,N-二甲基甲酰胺，氯仿，六水合三氯化铁，七水合硫酸亚铁，硝酸铵，分子量为20000的聚乙二醇，硝酸，苯甲酸，邻菲啰啉phen，无水乙醇，氨水，苯胺，樟脑磺酸，过氧化二苯甲酰，甲基丙烯酸甲酯，过硫酸铵，油酸，均为市售分析纯产品；去离子水实验室自制；所用的玻璃仪器和设备是实验室中常用的仪器和设备。

实施例将5.4060g FeCl₃·6H₂O，2.7800g FeSO₄·7H₂O，4.04g NH₄NO₃和1.9g分子量为20000的聚乙二醇溶于100mL去离子水中，加热至50℃并通入氩气30min，然后缓慢滴加氨水至溶液的pH值为11，继续通氩气20min得到黑色悬浊液，将此悬浊液磁分离后，用无水乙醇和去离子水依次洗涤三次，将产物置于60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到直径为8-10nm的Fe₃O₄纳米晶，取1.5000g所制备的Fe₃O₄纳米晶分散在已通入30min氩气的100mL去离子水中并超声分散20min，然后将溶液在氩气保护下加热到80℃，并加入1mL油酸，然后继续反应40min，将所得到的沉淀进行磁分离，去除水层并将沉淀在60℃真空干燥箱中干燥12h，得到油酸包覆的Fe₃O₄纳米晶；将1.8693g Tb₄O₇溶于10mL浓硝酸中，加热蒸干得到Tb(NO₃)₃晶体，加入20mL无水乙醇，配制成Tb(NO₃)₃的乙醇溶液；将1.8320g苯甲酸和0.9910g邻菲啰啉加入到50mL无水乙醇中配制成混合配体溶液，加热到50-60℃，在不断搅拌的情况下将Tb(NO₃)₃的乙醇溶液逐滴加到混合配体溶液中，再加入浓NH₃·H₂O调节pH为6-6.5之间，继续反应3h，所得沉淀依次用水和乙醇洗涤3次，最后在干燥箱中60℃下干燥12h，得到Tb(BA)₃phen配合物；称取100g甲基丙烯酸甲酯MMA和0.1g过氧化二苯甲酰BPO，加入到带有回流装置的250mL三颈瓶中并搅拌均匀，将上述溶液在90-95℃的温度下剧烈搅拌并回流至溶液有一定粘度，当其粘度与甘油相近后，在继续搅拌的同时停止加热并自然冷却到室温，之后将上述溶液灌注到试管中，灌注高度为5-7cm，灌注完毕后静置2h至试管内的溶液没有气泡，然后将上述试管转移到50℃干燥箱中放置48h，试管内的液体硬化为透明的固体，最后将干燥箱温度提高至110℃并保温2h，使聚合反应结束，然后自然冷却至室温，得到聚甲基丙烯酸甲酯PMMA；在9.3750g氯仿和0.6250g DMF的混合溶剂中加入0.5g PMMA和0.0500g Tb(BA)₃phen配合物并搅拌48h，得到壳层纺丝液；在9.3750g氯仿和0.6250g DMF的混合溶剂中加入0.5g PMMA和2.0g油酸包覆的Fe₃O₄纳米晶并搅拌48h，得到均匀的胶状液，将0.1500g苯胺和0.1873g樟脑磺酸加入到上述胶状液中并搅拌2h后，加入0.3676g过硫酸铵搅拌30min，然后将溶液放入5℃的冰箱冷藏室中24h，得到芯层纺丝液；为了得到纳米电缆芯层的电导率，将芯层纺丝液滴到玻璃片上，待其干燥后用范德堡法测得其电导率为1.092×10^-2S/cm；以一支带有截平的15#不锈钢针头的5mL注射器作为内纺丝管，一支带有1mL塑料喷枪头的10mL注射器作为外纺丝管，内纺丝管所带不锈钢针头的尖端处于外纺丝管所带塑料喷枪头的中间部分，将芯层纺丝液加入到内纺丝管中，壳层纺丝液加入到外纺丝管中进行同轴静电纺丝，采用竖喷方式，接收装置为一个水平放置的，长20cm，直径为7cm的圆柱形铝制转筒，转速为1500r/min，其它纺丝参数为：纺丝电压为6kV，针尖与转筒的距离为12cm，环境温度为26℃，相对湿度20％-30％，得到[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列。所制备的[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆阵列中含有立方相Fe₃O₄纳米晶，见图1所示；所制备的[Fe₃O₄/PANI/PMMA][Tb(BA)₃phen/PMMA]光电磁三功能带状同轴纳米电缆呈定向排列形成阵列，带状同轴纳米电缆的宽度为10μm，厚度小于1μm，长度大于500μm，见图2所示；带状同轴纳米电缆的芯层包含深颜色的聚苯胺和Fe₃O₄纳米晶，壳层包含无色透明的Tb(BA)₃phen配合物，见图3所示；S、Fe和Tb元素的分布可以分别反映聚苯胺、Fe₃O₄和Tb(BA)₃phen的分布，S和Fe元素仅分布在带状同轴纳米电缆的芯处，Tb元素的含量在中部比两边少，是因为由于芯处只有上下两个表面有Tb(BA)₃phen，而使得中部Tb元素的含量较低，带状同轴纳米电缆的两边只有Tb元素，而没有S和Fe元素，与带状同轴纳米电缆的结构相符合，见图4所示；以545nm作为监测波长，带状同轴纳米电缆阵列在200-400nm处有一个宽的激发带，其峰值在338nm处，可归为配体的π→π*跃迁，见图5所示；在338nm的紫外光激发下，带状同轴纳米电缆阵列发射出主峰位于545nm的明亮绿光，它对应于Tb离子的⁵D₄→⁵F₅跃迁，见图6所示；所制备的带状同轴纳米电缆阵列具有较强的磁性，饱和磁化强度为23.99emu/g，见图7所示。