Fe_3O_4/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

以FeCl_3·6H_2O和FeCl_2·4H_2O为铁源,以Na OH溶液为沉淀剂,选择共沉淀法制备Fe_3O_4∕石墨烯复合物。以Fe⁽²⁺⁾和Fe(2+)和Fe⁽³⁺⁾的浓度作为变量制得5种不同比例的Fe_3O_4/石墨烯纳米复合材料,然后将所得复合材料压制成电极片,组装成超级电容器后进行循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测试,探究Fe_3O_4与石墨烯的含量比对复合材料电化学性能的影响。结果表明,当FeCl_3·4H_2O和FeCl_2·4H_2O用量分别为0.456 g和0.665 g,氧化石墨烯用量为150 mg时,所制备复合材料的电化学性能最佳,比电容可达510 F/g。     

锂离子电池用Fe_3O_4/纳米碳复合材料的制备及性能

以苯甲醇为溶剂和还原剂,溶剂热法一步合成四氧化三铁/石墨烯-碳纳米管(Fe3O4/r-GOCNTs)三元复合材料。X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和高倍透射电镜(HRTEM)测试显示,Fe3O4纳米晶体的生成与氧化石墨烯的还原是同时发生的,Fe3O4的尺寸约为10 nm,均匀且稳固地生长在r-GO片层和CNTs组成的三维网络结构上。电极材料在0.1 A/g下循环100次之后可逆比容量为840 mA·h/g,循环稳定性明显优于纯Fe3O4电极。     

磁性氧化石墨烯/TiO_2复合材料的制备及光催化性能的研究

利用水热法以氧化石墨烯为载体制备磁性氧化石墨烯/TiO2光催化复合材料,对不同Fe3O4掺杂比例的复合光催化剂采用SEM、XRD、UV-Vis等测试方法对其进行表征,并在紫外灯照射下研究了对活性艳红溶液光催化性能。结果显示,Fe3O4及氧化石墨烯的引入会提高TiO2的光催化性,这主要是因为提高了TiO2的导电性和吸附性。由此可见Fe3O4、氧化石墨烯与TiO2复合,能够有效提高TiO2的催化性能。     

磁性氧化石墨烯/TiO_2复合材料的制备及光催化性能的研究

利用水热法以氧化石墨烯为载体制备磁性氧化石墨烯/TiO2光催化复合材料,对不同Fe3O4掺杂比例的复合光催化剂采用SEM、XRD、UV-Vis等测试方法对其进行表征,并在紫外灯照射下研究了对活性艳红溶液光催化性能。结果显示,Fe3O4及氧化石墨烯的引入会提高TiO2的光催化性,这主要是因为提高了TiO2的导电性和吸附性。由此可见Fe3O4、氧化石墨烯与TiO2复合,能够有效提高TiO2的催化性能。     

硅烷偶联剂对聚苯胺/Fe_3O_4复合材料结构与性能的影响

利用原位复合法制备了聚苯胺(PANI/)/Fe3O4复合材料,运用紫外光谱、扫描电镜、四探针电阻率仪等测试方法研究了硅烷偶联剂KH-550对PANI/Fe3O4复合材料结构及性能的影响。结果表明:经KH-550处理后的PANI/Fe3O4复合材料的微粒不易团聚,其电导率比未经处理的PANI/Fe3O4复合材料高约1个数量级,且随热处理温度的升高,复合材料的电导率降低,由半导体变为绝缘体;KH-550影响PANI与Fe3O4之间的电荷作用,使复合材料的紫外光谱特征吸收峰产生了一定的位移。     

纳米Fe3O4用量对纳米Fe3O4/NR复合材料性能影响的研究

采用乳液共凝法制备纳米Fe3O4/天然橡胶（NR）复合材料,所用纳米Fe3O4是用化学共沉淀法制备的纳米Fe3O4乳液。研究了纳米Fe3O4用量对纳米Fe3O4/NR复合材料的力学性能、热稳定性、加工性能的影响。结果表明：纳米Fe3O4的用量对纳米Fe3O4/NR复合材料的性能有较大的影响。在NR中加入纳米Fe3O4,混炼胶的G′较高,tanδ较小,提高了复合材料的力学性能和热稳定性。当纳米Fe3O4的质量分数为15%时,纳米Fe3O4/NR复合材料的综合性能较好。     

纳米多孔Fe_2O_3–Fe_3O_4/Ni复合材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能

通过在NH4F+H2O的乙二醇溶液中阳极氧化铁箔,制备了纳米多孔结构的铁氧化物(Fe2O3–Fe3O4),然后在纳米多孔中电沉积镍,再经过400°C退火0.5 h,获得了镍与纳米多孔氧化铁的复合材料(Fe2O3–Fe3O4/Ni)。考察了电流密度和时间对镍沉积的影响。用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪表征了复合材料的表面形貌、元素组成和物相,测试了其电化学性能并与未经电沉积镍的纳米多孔氧化铁(Fe2O3–Fe3O4)比较。结果表明,氧化铁由Fe2O3和Fe3O4组成。镀镍的最佳电流密度为2.0 m A/dm2,时间30 s。该纳米多孔Fe2O3–Fe3O4/Ni复合材料作为锂离子电池负极材料表现出更好的电化学性能──经过50次充放电循环后的放电比容量仍有438.3 m A·h/g,而Fe2O3–Fe3O4电极的放电比容量仅为110.6 m A·h/g。Fe2O3–Fe3O4/Ni电极的循环稳定性和倍率性能优异。     

Fe_3O_4/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

以FeCl_3·6H_2O和FeCl_2·4H_2O为铁源,以Na OH溶液为沉淀剂,选择共沉淀法制备Fe_3O_4∕石墨烯复合物。以Fe~(2+)和Fe~(3+)的浓度作为变量制得5种不同比例的Fe_3O_4/石墨烯纳米复合材料,然后将所得复合材料压制成电极片,组装成超级电容器后进行循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测试,探究Fe_3O_4与石墨烯的含量比对复合材料电化学性能的影响。结果表明,当FeCl_3·4H_2O和FeCl_2·4H_2O用量分别为0.456 g和0.665 g,氧化石墨烯用量为150 mg时,所制备复合材料的电化学性能最佳,比电容可达510 F/g。     

石墨烯/钛酸锂复合锂离子电池负极材料制备及性能研究

采用水热法成功制备了Li_4Ti_5O_(12)/石墨烯纳米复合材料,用XRD,SEM等手段对复合材料的结构和形貌进行表征,分析结果表明纳米Li_4Ti_5O_(12)颗粒完整且分布均匀,与石墨烯交叠在一起,有效地阻止了双方的团聚;通过恒流充放电测试对其电化学性能进行分析研究,结果表明Li_4Ti_5O_(12)/石墨烯的储锂性能优于钛酸锂,30次循环后,可逆容量为260m Ah/g,循环性能优异;石墨烯量越大,Li_4Ti_5O_(12)/石墨烯纳米复合材料的可逆容量越高。     

聚苯胺/Fe3O4复合吸波材料的制备及表征

用原位聚合法合成了聚苯胺／Fe3O4（PANI/Fe3O4）复合材料,合成产物为以Fe3O4为核,聚苯胺为壳的球状微粒。采用FT-IR、XRD、XPS、TEM等方法对PANI/ Fe3O4进行了结构表征。以矩形波导法测定了PANI/Fe3O4在9．3GHz微波环境中的性能。结果表明,改变Fe3O4含量可以调节复合材料的电磁参数。当Fe3O4质量分数为10％时,复合材料介电损耗tgδε=1．87、磁损耗tgδμ=0．035,达到最大微波损耗7．641（-dB）,具有良好的吸波性能。     

硅烷偶联剂财聚苯胺／Fe3O4复合材料结构与性能的影响

利用原位复合法制备了聚苯胺（PANI）/Fe3O4复合材料，运用紫外光谱，扫描电镜，四探针电阻率仪等测试方法研究了硅烷偶联剂KH-550对PANI／Fe3O4复合材料结构及性能的影响。结果表明：经KH-550处理后的PANI／Fe3O4复合材料的微粒不易团聚，其电导率比未经处理的PANI／Fe3O4复合材料高约1个数量级。且随热处理温度的升高，复合材料的电导率降低，由半导体变为绝缘体；KH-550影响PANI与Fe3O4之间的电荷作用，使复合材料的紫外光谱特征吸收峰产生了一定的位移。     

一步水热制备凹凸棒石/Fe_3O_4/炭复合材料吸附剂

以硫酸亚铁铵、葡萄糖和凹凸棒石为原料,采用一步水热法制备了凹凸棒石/Fe3O4/炭纳米复合材料,研究了氨水加入量和水热时间对材料微观结构、磁性能和吸附性能的影响,并与凹凸棒石、凹凸棒石/炭和凹凸棒石/Fe3O4进行对比分析。结果表明:由于氨水的加入,硫酸亚铁铵沉淀为纳米Fe3O4颗粒,负载于凹凸棒石表面;葡萄糖炭化为无定形炭负载于凹凸棒石表面。随着氨水加入量的增多和反应时间的延长,复合材料中Fe3O4含量相应增加,磁化率迅速增加。不同材料(凹凸棒石、凹凸棒石/炭、凹凸棒石/Fe3O4和凹凸棒石/Fe3O4/炭)的磁性能和吸附性能的对比分析表明:碳的负载有效改善了材料对有机污染物苯酚的吸附性能,Fe3O4则赋予材料磁性能。凹凸棒石/Fe3O4/炭对苯酚的去除率(57%)远高于未改性凹凸棒石,并可以从液相中磁分离。     

纳米Fe3O4/环氧树脂基复合材料制备及导热性研究

选用水热法制备Fe3O4纳米粒子为填料,通过直接混合分散法制备了纳米Fe3O4/环氧树脂基复合材料。测试分析了Fe3O4纳米粒子的形貌、结构和磁性能。并且复合材料的导热系数也被测定,结果表明,随着粒子填充体积增加,复合材料导热系数增大。当添加28.47%的纳米Fe3O4粒子时,复合材料导热系数达到0.409 W/（m.k）,是纯环氧树脂E-44的2.54倍。通过对Y.Agari导热模型分析计算,得到了能对该复合材料导热系数进行较好预测的方程。     

希夫碱改性Fe3O4杂化材料的制备与表征

将制备的Fe3O4@SiO2-NH2磁性杂化材料依次经过丙烯酸甲酯(MA)、乙二胺(EDA)和水杨醛(SA)的接枝,得到希夫碱改性的Fe3O4杂化材料(Fe3O4@SiO2-S2),并通过FTIR、XRD、SEM、TEM、VSM对杂化材料的结构进行表征.结果表明,Fe3O4@SiO2-S2材料核壳结构明显,饱和磁化强度为45.9 emu/g.对水溶液中重金属离子的吸附实验结果表明,Fe3O4@SiO2-S2对Hg2+具有选择吸附性,pH=6、45℃条件下,饱和吸附量可达到362 mg/g(1.12 mmol/g),优于Fe3O4@SiO2-NH2、均相体系制备的希夫碱改性的Fe3O4@SiO2复合材料(Fe3O4@SiO2-HO-S)等吸附剂,且在5次循环使用后吸附性能仍能保持89％以上,吸附时间约300 min达到吸附平衡,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型.     

苯乙烯丙烯酸正丁酯共聚物/Fe3O4复合材料的制备与表征

采用原位聚合法制备了苯乙烯丙烯酸正丁酯共聚物（PSb）/四氧化三铁（Fe3O4）纳米复合材料,并通过傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜、X射线衍射仪、综合物理特性测量系统对该复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明：Fe3O4纳米粒子直径约9 nm,同时能较均匀地分散在PSb中且无明显团聚;该复合材料具有良好的超顺磁性;XRD图谱中Fe3O4特征峰随着复合材料中Fe3O4含量的增加而逐渐增强;同时Fe3O4纳米粒子的加入提高了PSb的热稳定性。     

Fe_3O_4-ZnO复合材料的可控制备及其性能研究

采用水热-共沉淀法制备了Fe3O4-Zn O复合材料,利用SEM和XRD对Fe3O4-Zn O复合材料的微观结构进行了表征,并对复合材料的光催化性能和磁性能进行了研究。结果表明,制备的Fe3O4-Zn O复合材料的形貌可通过改变碱源的种类进行调控;光催化测试结果表明,当加入的碱源为NH3·H2O时制备出的Fe3O4-Zn O复合材料表现出优异的光催化活性,在100 min内对亚甲基蓝的降解率达到97.7%,重复使用3次后降解率仍达到96.5%。特别是这种材料具有很好的磁性(饱和磁化强度为25.881 A·m2/kg),可有效地对催化剂进行回收。     

水热法制备Mn_3O_4/石墨烯复合材料及其电化学性能

采用水热法制备Mn3O4/石墨烯复合材料。石墨烯的含量对产物的形貌和结构有决定性的影响。当石墨烯与MnO2质量比1∶3时,制备得到MnOOH/石墨烯复合材料,当石墨烯与MnO2质量比1∶1时,制备得到Mn3O4/石墨烯复合材料。石墨烯与Mn3O4复合可使Mn3O4更大可能地释放赝电容,在电流密度2 A/g时,Mn3O4/石墨烯的比电容值为297.14 F/g。     

Fe_3O_4@rGO复合磁性粒子对聚氨酯弹性体复合材料性能的影响

将3种不同的Fe3O4@还原氧化石墨烯(rGO)–四氢呋喃(THF)复合磁性粒子分散液分别与聚氨酯(PUR)弹性体进行原位聚合制备3种PUR弹性体/Fe3O4@rGO磁性复合材料,并对其组分和分散状态进行了表征,系统研究了Fe3O4@rGO复合磁性粒子对PUR弹性体磁性能、热性能和力学性能的影响。结果表明,仅掺入质量分数为0.5%的Fe3O4@rGO复合磁性粒子可以显著提高PUR弹性体的性能。随着Fe3O4@rGO复合磁性粒子中rGO含量的增加,PUR弹性体复合材料的饱和磁化强度逐渐下降,热稳定性和力学性能均逐渐提高。当复合磁性粒子中rGO质量分数为60%时,复合材料的力学性能最佳,拉伸强度、断裂伸长率和拉伸弹性模量分别为35.31MPa,438.90%和86.42MPa,玻璃化转变温度、最大损耗因子和在–60℃时的储能模量分别达10.64℃,0.41和3805.84MPa。此外,扫描电子显微镜观察发现,Fe3O4@rGO复合磁性粒子在基体中具有良好的分散性。     

LiFePO4纳米片球/石墨烯复合材料的制备及锂电性能研究

采用水热法制备出磷酸铁锂纳米片球/石墨烯(Li Fe PO_4/r GO)复合材料,使用XRD和扫描电镜(SEM)对复合材料进行了表征,并测试了其电化学性能。结果表明,LiFePO_4/rGO复合材料具有优异的电化学性能,其比容量达到154.4mAh·g~(-1),在5C倍率下循环50圈容量保持率为94.2%。     

磁性氧化石墨烯的制备及其对Pb~(2+)的吸附研究

采用一步共沉淀法,以FeCl_2·4H_2O、FeCl_3·6H_2O和氧化石墨烯为原料,在碱性条件下制备得到氧化石墨烯/四氧化三铁的磁性复合材料,通过红外、热质量和XRD等测试手段对复合材料的结构进行了表征,采用紫外分光光度计法进行了复合材料对Pb~(2+)溶液的吸附分离实验。结果表明,制备所得到的磁性氧化石墨烯复合材料对Pb~(2+)具有良好的吸附性能和磁性分离效果。