Fe3O4纳米材料的制备研究

研究用共沉淀法合成Fe3O4纳米颗粒,并系统考察了反应溶液的起始pH、处理温度和处理时间等因素对其晶粒纯度和尺寸的影响。同时研究了有机物包覆和乙醇-水反应体系制备产品。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对合成的纳米微粒的粒径、结构进行了检测。显示得到产物为晶粒生长完全的Fe3O4,平均粒度为14 nm。     

制备纳米Fe3O4的研究进展

概述了近年来制备纳米Fe3O4中各方法：沉淀法(共沉淀法、氧化沉淀法、还原沉淀法、交流电沉淀法和络合物分解法)、水热法、水解法、微乳液法、固相法、球磨法、超声波法、热解法、水溶液吸附分散法等的研究现状,并对磁性纳米Fe3O4的应用及其发展趋势做了简单的介绍,对其进一步的研究做了展望。     

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。     

Fe3O4超细粉体的制备

以饱和甘汞电极作参比电极，铂电极作指示电极组成原电池，通过控制原电池的电动势使混合溶液中Fe^3 与Fe^2 浓度之比为2，再将该混合溶液加入到过量的氨水溶液中制得Fe3O4。产品用XRD、IR等方法进行了表征。     

均匀超细Fe3O4磁流体的研究

实验研究了均匀超细Fe3O4磁流体的制备工艺，对所制得的系列磁流体进行了性能检测和结构表征。所得磁流体具有良好的稳定性和磁性能，根据电子衍射图计算了粒子的晶格常数，证明磁流体中的物质组成为Fe3O4，透射电镜(TEM)表明Fe3O4粒子细小而均匀，一般为6～8nm，具有良好的可重复性，为工业放大和产业化应用奠定了基础。     

磁性Fe3O4纳米粒子的制备

磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子以其比表面积大、低毒性和良好的生物相容性等物理化学性质而得到广泛关注。采用共沉淀法制备磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子,并通过单因素实验优化制备工艺。结果表明,制备Fe_3O_4纳米粒子的优化工艺参数为:Fe~(2+)与Fe~(3+)浓度比为1.00∶1.50、铁盐浓度为0.30 mol·L~(-1)、反应温度为60℃、 NaOH溶液的浓度为0.25 mol·L~(-1)。该条件下,Fe_3O_4纳米粒子形貌为球形,平均粒径为65.15 nm,饱和磁强度为63.5 emu·g~(-1)。     

Fe3O4@SiO2的表面改性

采用溶胶凝胶法在磁性Fe3O4纳米粒子的表面包覆SiO2,采用正交试验法,以表面Si-OH含量为指标,考察温度、时间和醇/水三因素对表面Si-OH含量的影响,利用X射线光电子能谱分析(XPS)测试Fe3O4@SiO2复合粒子表面Si-OH含量,结果表明在80%、回流时间为1h、醇/水为6∶1是改性Fe3O4@SiO2的...     

Fe3O4-A12O3磁性固体酸催化乳酸丁酯的合成研究

将磁性基质Fe3O4与Al2O3进行结合制备了Fe3O4-Al2O3磁性固体酸,将其作为乳酸丁酯合成的催化剂,对于乳酸丁酯合成工艺条件进行了研究,结果表明适宜的制备条件为:焙烧温度为550℃,n(Al2O3):n(Fe3O4)=4,焙烧时间为4h,酯化反应时间为3h,醇酸比为3,催化剂的用量为0.20g.该固体酸有良好的回收和重复使用性能,红外分析表明在固体酸中Fe3O4与Al2O3发生了紧密地结合,产物为乳酸丁酯,比表面积测试表明磁性固体酸中的Fe3O4抑制.Al2O3晶粒的增长,使A12 O3粒度变小.     

纳米Fe3O4的合成及表面改性

在对合成纳米Fe3O4颗粒的最适宜反应条件进行探讨的基础上,通过正交实验得到了柠檬酸钠表面改性合成纳米Fe3O4颗粒的最适宜条件可以制得粒径为30～40nm的Fe3O4颗粒。通过红外光谱仪、透射电子显微镜证明合成产物为纳米Fe3O4颗粒,且粒径均匀,分散性好。     

钴改性的Fe3O4磁粉的研制

研究了以目前国内生产的Ｆｅ３Ｏ４为芯子，经过活化、包覆及稳定化处理，制备录音、录像带用钴改性Ｆｅ３Ｏ４磁粉的工艺过程，获得了较适宜的工艺路线及参数，探讨了Ｃｏ２＋、Ｆｅ２＋、碱土金属等物质对磁性能的影响。     

磁性能优化纳米Fe3O4合成工艺

通过化学共沉淀法制备了纳米Fe3O4粉体,研究了反应物配比和反应温度对磁性粒子的物相以及磁性能的影响,优化了合成工艺。通过对二元参数的选择和严格控制,可以制备出磁化率高、粒径分布相对较好的球形磁性颗粒,干燥后获得纳米磁性粉体。     

水基Fe3O4磁流体的制备工艺研究

用共沉淀法制备Fe3O4磁流体,总结出用十二烷基磺酸钠与聚乙二醇作为表面活性剂制备水基磁流体的合适条件:(1)反应温度为室温或不高于35℃;(2)表面活性剂十二烷基磺酸钠的最佳用量为0.0030～0.0040 g/80 mL;(3)第一次包裹的最佳pH为9～10;(4)聚乙二醇作为第二次包裹的表面活剂时,体系最佳温度为40℃左右;(5)表面活性剂聚乙二醇的最佳用量为0.0050～0.0060 g/80 mL。通过实验制得了能稳定存在180 d的水基磁流体。并用透射电镜、红外光谱、分光光度计、古埃磁天平等进行了初步表征。     

Fe3O4纳米颗粒的磁感应发热研究

采用化学共沉淀的方法制备了20 am粒径的Fe3O4颗粒,颗粒具有很好的尖晶石结构,其晶格常数比块材料略小;磁性测量表明了其具有良好的亚铁磁性.重点研究了由Fe3O4纳米颗粒制成的磁性液体在频率为72 kHz的交变磁场下的磁感应发热行为,并对于磁场、磁性液体的浓度、载液的种类等因素对磁感应发热的饱和温度和升温速率的影响进行了测量和分析,进一步理解了磁感应发热的机制.     

Negative Permittivity of Polyaniline–Fe3O4 Nanocomposite

Polyaniline–Fe₃O₄ nanocomposite with and without ionic liquid were successfully synthesized via in situ polymerization using cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) as surfactant. Both TG analysis and FT-IR measurements proved the presence of organic layer on the surface of Fe₃O₄ nanoparticles. The influence of 1-butyl-3-methyl-imidazolium bromide (BMIMBr) as ionic liquid on the structure, conductivity, and magnetic property of PANI–Fe₃O₄–CTAB nanocomposite were studied in detail. The results show that imidazolium-based ionic liquids BMIMBr acts as an anchor agent during the formation of PANI–Fe₃O₄–CTAB nanocomposite. Ionic liquid significantly deteriorated nanocomposite’s magnetic properties, and contributed to non-saturated M–H curve due to the disappearance of antiferromagnetic interactions. It has also an improving effect on AC and DC conductivities. The most important effect of IL is observed in real part of permittivity of PANI–Fe₃O₄–CTAB that it has negative high values at low frequency low temperature region. Due to the negative dielectric constant, material exhibits uncommon properties in electromagnetic waves scattering and attraction between similar charges. This possibility provokes research on these composites as high T superconductors, negative index materials and microwave absorbers.     

利用煤矸石制备Fe3O4和Fe负载的微波吸收材料

为了实现固废煤矸石的有效资源化利用,本文利用煤矸石设计合成了负载Fe₃O₄和Fe的陶瓷复合微波吸收材料。实验主要包括煤矸石的造粒成球、液相负载Fe³⁺及焙烧过程,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和扫描电镜(SEM)对样品的物相与微观结构进行了分析表征。结果表明,前驱体溶液经过分解反应、碳热还原反应转化为Fe₃O₄和Fe,原位负载于煤矸石基体上,并显现铁磁特性。借助矢量网络分析仪测试样品的电磁参数,基于传输线理论分析评价其微波吸收性能。由于良好的阻抗匹配与衰减特性,复合材料FeG700体现出良好的吸波能力,在涂层厚度为1.5 mm时,最低反射损耗值为-20.1 dB,有效吸收带宽可达4.1 GHz。本研究不仅有助于实现微波吸收材料制备的低成本化,重要的是为固废煤矸石的综合利用提供了借鉴。     

Fe2(SO4)3-ZnSO4-H2O体系中Fe3+水热水解赤铁矿

研究了Fe2(SO4)3?ZnSO4?H2O体系中Fe3+水热水解赤铁矿过程中反应温度、时间、初始Fe3+浓度、Zn2+浓度、晶种用量等对除铁率、赤铁矿沉铁渣物相组成及化学组成的影响规律. 结果表明,升高反应温度、延长反应时间、降低初始Fe3+浓度、增加Zn2+浓度有利于提高除铁率和赤铁矿渣的品质,添加晶种有助于赤铁矿形核并提高赤铁矿纯度. 在反应温度200℃、反应时间4 h、初始Fe3+浓度15 g/L及Zn2+浓度80 g/L、搅拌转速400 r/min的条件下,除铁率可达97.1%,获得了以赤铁矿为主要物相的沉铁渣,其含铁64.73%,含杂质硫1.41%,锌入渣率约为0.2%.     

纳米Fe3O4稳定的Pickering型ASA乳液

利用纳米Fe₃O₄作为稳定剂和乳化剂来制备Pickering型ASA（alkenyl succinic anhydride） 施胶乳液,并研究了固体颗粒浓度、油水比、水分散相pH对乳液类型、稳定性、形态及施胶性能的影响。结果表明,纳米Fe₃O₄能够乳化制备均一稳定的Pickering型ASA乳液。乳液在室温下静置稳定,析出油相体积分数随固体颗粒用量的增加而增大,随油水比的增大而减小。油水比为2：1,水分散相浓度为0.1%（质量分数）时制备的ASA乳液稳定性最佳。固体颗粒部分吸附在油/水界面处,部分分散在分散相中,随分散相中固体颗粒浓度的增加,乳液稳定性变差。乳液静置分层之前,ASA发生部分水解。在放置1 h后用于纸页浆内施胶,随ASA乳液用量的增加,纸页表面接触角逐渐增大,且纸页表面粗糙度下降。在ASA的添加量为1.0%（质量分数）时,纸页表面接触角达到93.5°,纸页表面粗糙度为15.924 μm。     

单分散磁性Fe3O4纳米粒子的研究进展

具有良好的化学稳定性、生物相容性、磁响应性的单分散磁性Fe₃O₄纳米粒子,在药学、催化化学、医学和光电磁记录材料等方面都有很大的使用前景;而具有自组装光子晶体现象的Fe₃O₄磁性纳米粒子在包装、印刷、防伪等领域的应用中更展现出巨大的潜力。本文在对单分散磁性Fe₃O₄纳米粒子的制备方法进行了总结回顾,并对单分散磁性Fe₃O₄纳米粒子的光学应用领域做了简略的介绍,并对单分散磁性Fe₃O₄纳米粒子的发展趋向进行了展望,并总结分析现阶段大多数Fe₃O₄纳米粒子的合成方法在非极性溶液中分散性差,使其在实际应用中受到很大的限制,未来Fe₃O₄纳米粒子表面进行修饰将成为该领域的研究热点之一。