离子液体助介孔TiO_2/CoFe_2O_4磁性复合光催化材料的制备及性能

采用离子液体辅助溶胶-凝胶法制备了可磁分离光催化材料IL-TiO2/CoFe2O4。采用VSM、XRD、BET、TEM表征样品的磁性能、结构和形貌。以亚甲基蓝为模拟污染物,在模拟太阳光下考察样品光催化性能。研究结果表明,样品IL-TiO2/CoFe2O4在350℃焙烧后具有介孔结构,比表面积达125.7m2/g,远高于相同条件下无离子液体辅助制备样品TiO2/CoFe2O4(46.1m2/g)的比表面积。在350℃焙烧温度下IL-TiO2/CoFe2O4光催化活性优于其它样品的光催化活性,是相同焙烧温度下TiO2/CoFe2O4光催化活性的6倍。IL-TiO2/CoFe2O4磁饱和强度为2.19×10-2 T,可在外磁场作用下实现催化材料的回收,循环使用3次仍能保持良好的催化活性。     

Mn掺杂对尖晶石型MgFe_2O_4红外陶瓷的结构及红外性能的影响

采用常规固相合成法制备Mn掺杂的尖晶石型MgFe2O4红外辐射材料,并通过XRD、FT-IR、SEM和红外发射率测试,研究Mn掺杂对材料的微观结构和红外辐射性能的影响。结果表明,少量Mn掺杂可以显著提高材料的烧结性能,改善材料的红外辐射性能。该体系中Mg0.8Mn0.2Fe2O4的性能最优,在3~5和8~12μm波段的红外发射率分别达到0.776和0.936。     

Cu~(2+)掺杂Mn_(1.5)Cr_(1.5)O_4材料的结构及其红外辐射性能

采用高温固相反应,在950℃下制备了Cu2+离子掺杂的Mn1.5Cr1.5O4红外辐射材料。利用热分析(TG-DSC)、XRD、红外光谱(IR)、拉曼光谱和红外辐射测试等方法测试样品的结构和红外辐射性能,研究了体系中Cu2+离子在晶体中的存在方式和Cu2+离子含量对样品红外发射率的影响。结果表明,掺杂的Cu2+离子以占据着尖晶石结构的四面体位置而存在于晶体材料中;体系中随着Cu2+离子含量的增加,样品的红外发射率不断变大,当体系中CuO含量为30%时,材料的红外发射率达到最大值,此时1~22,8~14和3~5μm波段的平均发射率分别为0.946,0.937和0.929。     

尖晶石型CoFe2O4/TiO2磁性光催化剂的制备及其性能

首先采用化学共沉淀法制备尖晶石型CoFe2O4,然后采用溶胶-凝胶法与钛酸丁四酯复合制备不同CoFe2O4载量(质量分数,下同)的CoFe2O4/TiO2磁性光催化剂。再利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、同步热分析仪(TG-DSC)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)分别对物相、形貌、磁学性能等进行了分析和表征。最后在300 W紫外灯(主波长为253.7nm)照射下降解一定浓度的甲基橙溶液,研究不同CoFe2O4载量的CoFe2O4/TiO2磁性光催化剂在相变温度下对甲基橙溶液降解效果。结果表明,合成的CoFe2O4结晶度高,粒径为10～20nm,具尖晶石结构。CoFe2O4能较为均匀地负载于TiO2表面,CoFe2O4/TiO2磁性光催化剂具有超顺磁性。CoFe2O4/TiO2磁性光催化剂对甲基橙降解性能随CoFe2O4载量增加而降低。     

核-壳结构粒子SiO_2@Bi_2O_3的制备及红外发射率研究

为了研究制备复合隐身粒子的方法,采用溶胶-凝胶法制备了核-壳结构SiO2@Bi2O3粒子.通过XRD、TEM及发射率测试仪对制备的材料的结构、形貌和性能进行了表征.XRD表明在700℃可以得到Bi2O3纯相;红外发射率测试表明,Bi2O3具有较低的红外发射率,在SiO2表面包覆Bi2O3后,在3～5μm和8～14μm两个测试波段都能降低SiO2的红外发射率.通过核-壳结构的形式,在较高发射率的样品表面涂覆红外发射率较低的样品,可以提高红外隐身效果.     

电解锰渣复合Fe-Mn-Cu-Co系红外辐射材料的制备及性能研究

以Fe2O3、Mn O2、Cu O、Co2O3系过渡金属氧化物为基料,分别添加不同比例的电解锰渣配料混匀后,经高温烧结制备复合红外辐射材料。通过XRD、SEM对制备的电解锰渣复合红外辐射材料的物相结构和微观形貌进行表征,探讨了电解锰渣添加比例、烧结温度和保温时间对复合红外辐射材料的常温全波段法向红外发射率的影响。研究结果表明,电解锰渣添加量为10%的样品,经1 150,1 210和1 270℃保温2 h获得的发射率分别为0.874,0.904和0.911;其最佳的制备条件为1 270℃烧结,保温时间3 h,获得的发射率为0.924;随着电解锰渣添加量的增加,样品发射率呈下降趋势,但电解锰渣添加量为30%时,其发射率仍有0.89。尖晶石结构Co Mn2O4、Mn Fe2O4和反尖晶石结构Mn(Cu Mn)O4的生成,良好的结晶形态是复合材料获得高发射率的关键。     

(Ca,Fe)共掺铈酸镧陶瓷的制备及红外辐射性能研究

以La₂O₃、CeO₂、CaO和Fe₂O₃为起始原料, 采用高温固相烧结工艺制备得到(Ca,Fe)共掺铈酸镧(La_1.9Ca_0.1Ce_1.9Fe_0.1O₇)红外辐射陶瓷材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计分别对样品的物相组成、显微结构、化学成份、UV-Vis-NIR反射率及UV-Vis吸收进行了表征, 同时采用IR-2双波段红外发射率测量仪测试了样品3~5 μm波段的红外发射率。结果表明: 掺杂元素(Ca, Fe)均固溶进入铈酸镧晶格, 共掺后样品的晶体结构也为萤石结构; (Ca,Fe)共掺样品内部形成杂质能级, 强化了自由载流子吸收与杂质能级吸收, 使样品红外短波段(0.75~5 μm)性能由高反射转变为高吸收(辐射), 其中在0.75~2.5 μm波段的平均红外吸收率为0.88, 3~5 μm波段的红外发射率为0.752, 与未掺杂样品相比分别提高了1660%与60%。     

制备工艺对锌铝氧化物(ZAO)粉末红外发射率的影响

采用液相共沉淀法制备了ZAO掺杂半导体粉末材料,系统研究了制备工艺对ZAO粉末红外发射率的影响.借助于TG-DTA、XRD、SEM对材料的热处理温度,晶体结构及表面形貌进行了考察,利用IR-2双波段发射率测量仪对ZAO粉末材料的红外发射率进行了测试.研究结果表明:当反应物终点pH值为8.5、反应时间为2.5h、煅烧温度为800℃,煅烧时间为2h、Al2O3的掺杂量为3%时所得的ZAO粉末的红外发射率最低;ZAO掺杂半导体粉末的晶体结构为ZnO的铅锌矿结构;粒子形状近似为椭圆形,平均粒径为5～10μm;在中红外(3～5μm)和远红外(8～14μm)波段均具有较低的红外发射率.     

PANI/CoFe_2O_4复合纤维材料的模板-原位聚合法制备及其电磁性能

以棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了具有纤维结构的CoFe2O4磁性材料,并利用苯胺单体在CoFe2O4纤维材料表面的原位聚合制备了CoFe2O4/PANI复合纤维材料。借助SEM、XRD、FT-IR、四探针电导率仪及VSM等技术研究了材料的形貌、结构以及电磁性能等。结果表明,通过上述方法可以制备出CoFe2O4与PANI相间以化学键结合的复合纤维材料;复合材料兼具电、磁性能,在所研究的含量范围内,其电导率随CoFe2O4含量增加而降低,饱和磁化强度随之升高,复合材料的矫顽力均高于CoFe2O4,并随CoFe2O4含量减少而增加。复合材料良好的磁性能是材料的特殊微观形貌以及CoFe2O4、PANI二组分间相互作用等因素协同作用的结果。     

磁性PSF／CoFe2O4杂化超滤膜的研究

一种新的磁性纳米粒子一铁酸钴(CoFe2O4)被引入聚砜膜,采用相转化法制备聚砜/铁酸钴(PSF/CoFe2O4)杂化超滤膜,并通过磁场诱导超滤实验,差示扫描量热仪(DSC)、磁强计(MPMS)、扫描电镜(SEM)等测试手段考察了膜的性能和结构.结果表明:磁场对聚砜/铁酸钴复合膜的截留率有调节作用,该杂化膜磁滞效应明显;膜中形成有机大分子网络(PSF)与无机纳米粒子(CoFe2O4)分散增强型结构;与未添加CoFe2O4的PSF膜相比,复合膜的玻璃化温度升高.     

磁性Ag~+/有机5A沸石复合抗菌剂制备及其性能

分别采用回流法和水热合成法制备了铁酸钴(CoFe2O4)磁流体和5A沸石,再将二者复合制成CoFe2O4载量不同的磁性5A沸石,然后利用离子交换法制备Ag+载量不同的磁性银型5A沸石,接着与有机抗菌剂复合生成磁性Ag+/有机5A沸石复合抗菌剂,对其形貌、粒度、磁性能、抗菌性能及用于含菌废水处理后的磁分离回收性能进行了研究。结果表明,CoFe2O4的晶粒尺寸为12.7nm,性能稳定,具良好的超顺磁性;5A沸石多为完整的立方体晶形,纳米级CoFe2O4附着在5A沸石表面,磁性5A沸石具有超顺磁性,当铁酸钴的载量为25%时,磁性5A沸石的饱和磁化强度Ms为17.842A·m2/kg,剩余磁化强度Mr为4.8257A.m2/kg,矫顽力Hci为0.427T;当Ag+的吸附量达到271.71mg/g,有机抗菌剂添加量达到3.5%时,复合抗菌剂对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别为99.02%和99.17%;磁性银型5A沸石用于含菌废水处理后,利用磁分离技术极易将悬浮液中的抗菌剂进行回收,当CoFe2O4载量为25%时,磁性5A沸石复合抗菌剂的磁分离回收率达到96.14%。     

堇青石基复合节能涂层的制备与红外辐射性能

为了制备抗热震性好、红外发射率高的涂料,以Fe₂O₃,MnO₂和堇青石粉末为原料高温固相反应合成后,添加Cr₂O₃制成红外辐射粉末,再在其基础上以硅溶胶为粘结剂配以各种助剂制备红外辐射涂料,采用涂刷工艺在耐火砖表面制备红外辐射涂层。利用热重-差热分析仪（TG-DSC）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）及红外光谱对粉末的热稳定性、物相、形貌、分子结构进行分析,并测试了涂层的红外发射率、抗热震性及附着力。结果表明:30.88%硅溶胶,18.53%水,0.62%聚羧酸钠,0.51%聚丙烯酸钠,0.05%羟乙基纤维素,49.41%红外辐射粉末,制备的红外辐射涂层具有较好的红外辐射性能和抗热震性能,在6²0μm波段内涂层的红外发射率在0.70以上,最高可达0.91,可在1 300℃高温下长期使用,涂层与基体的附着力为1级。     

3～5μm波段低发射率磷酸盐耐高温涂料的研究

现用的低发射率红外涂料仅限于低温(200℃左右),为此,以磷酸盐和氧化铅为主,制得了在3～5μm波段具有较低发射率的耐高温涂料.通过IR-2型发射率测量仪器测试了涂层的发射率,采用XRD和IR表征了涂层的结构和红外吸收光谱,并对涂层的耐热性能进行了测试.结果表明:经过高温固化后形成的涂层,其常温3～5 μm波段发射率为0.51,8～14μm波段发射率加0.83,耐热温度达750℃;高温固化过程中涂料的脱水缩合和晶型转变,导致了紧密结构的形成及红外吸收率的降低.     

Fe3+,Cr3+固溶尖晶石结构的红外辐射性能

用常规固相合成法成功地制备出Fe2O3和Cr2O3掺杂改性的尖晶石型红外辐射材料,并通过XRD、IR和IRE-2红外辐射仪测试了材料的微观结构,进而分析了材料的结构特征与红外辐射性能的关系,发现Fe2O3和Cr2O3的掺杂导致Fe3 和Cr3 分别以一定的配位形式进入体系中,并形成了(Mg,Fe)(Cr,Al)2O4混合型尖晶石结构,且随着体系中Fe2O3含量的提高,Cr2O3含量的降低,材料的红外辐射性能得到了很大改善,体系在全波段的辐射率为0.91,在＜8μm波段具有较低的红外辐射率,而在8～25μm波段的具有较高的辐射率,可达0.97.     

水热法制备CoFe2O4/石墨烯复合物及其电化学性能

本研究采用水热法制备了质量比为2∶1的CoFe2O4/石墨烯(CoFe2O4/graphene)复合物,利用XRD、FT-IR和TEM对样品的结构和形貌进行了表征,采用循环伏安法(CV)和恒电流充放电测试研究了其电化学性能。结果表明,CoFe2O4均匀的分布在石墨烯表面,粒径大约为10nm。在0.5A/g的电流密度下,比电容为105F/g。1000次循环后,电容保持率在90%以上。     

响应面法优化CoFe2O4高温改性海泡石制备条件研究

采用高温对天然海泡石原矿进行改性,制备具有可高温催化氧化再生CoFe2O4/高温改性海泡石吸附剂.利用SAS软件中的二水平设计和响应面分析法对制备CoFe2O4/高温改性海泡石的影响因素进行了优化.采用PIackett-Burman(PB)设计对影响CoFe2O4/高温改性海泡石再生率相关因素的效应进行了评价并筛选出显著因素:n(Co(NO3)3):n(Fe(NO3)3)、m(金属氧化物):m(海泡石)及煅烧温度,其它因素对CoFe2O4/高温改性海泡石再生率的影响不显著.根据Box-Behnken设计及响应面分析确定了重要影响因素的最佳条件.结果表明,CoFe2O4/高温改性海泡石的最适制备工艺为:n(Co(NO3)3):n(Fe(NO3)3)=1:2.0,m(金属氧化物):m(海泡石)=0.50:10,煅烧温度610℃.在该条件下CoFe2O4/高温改性海泡石的再生率达79.93%.与模型预测值十分吻合.     

尖晶石型(Zn1-δFeδ)[CoδFe2-δ]O4铁氧体纳米粒子的制备与磁性研究

采用分析纯CoCl2·6H2O、ZnCl2·6H2O、FeCl3·6H2O和NaOH为主要原料,控制反应物摩尔比,利用低温固相反应法制备了尖晶石型CoFe2O4、ZnFe2O4和Co0.5Zn0.5Fe2O4纳米粒子.采用X射线衍射、透射电子显微镜对样品的结构、形貌进行表征.在室温下采用振动样品磁强计对其磁性能进行了测定.结果表明:反尖晶石型CoFe2O4纳米粒子的饱和磁化强度为64.28A·m2/kg,呈亚铁磁性;正尖晶石型ZnFe2O4纳米粒子的饱和磁化强度为7.27A·m2/kg,表现出与块体的反铁磁性不同的超顺磁性;而Zn2+替代反尖晶石型CoFe2O4中的一部分磁性离子Co2+形成的复合铁氧体Co0.5Zn0.5Fe2O4的饱和磁化强度为35.06A·m2/kg,呈亚铁磁性.最后,对3种铁氧体的磁性来源进行了探究.     

Ti4+固溶堇青石的制备、结构和红外辐射性能的研究

采用固相反应法制备了名义组成为Mg2(1-x)Ti2xAl4(1 x)Si(5-4x)O18(x=0、0.1)的堇青石体系红外辐射材料, 采用XRD、IR、29Si MAS NMR等方法研究了材料的结构,并考查了 Ti4 固溶及合成温度对材料红外辐射性能的影响。研究结果表明样品中形成以α 堇青石为主体的晶体结构。Ti4 的固溶使 T1(与[MgO6]八面体一起在六元环之间起连接作用的四面体)和T2(组成六元环结构的四面体)四面体上 Al、Si分布的有序度提高, 引起α 堇青石晶格畸变,增强了晶格振动的非简谐效应,从而提高了样品的红外辐射性能。合成温度的提高有利于 Ti4 固溶堇青石的充分形成和红外辐射性能的改善。合成温度为1420℃时,样品的法向全波段的辐射率达到 0.89,在 8~14μm波段范围内的辐射率达到0.90~0.94。     

Cu2+磁性壳聚糖印迹粒子的制备及对Cu2+的吸附

采用一步共沉淀法和离子印迹技术,制备了Fe3O4-壳聚糖(Fe3O4-CTS)印迹粒子。通过X射线衍射、傅里叶红外光谱,振动样品磁强计、热重分析、Zeta电位等手段对Fe3O4-CTS印迹粒子及对比粒子进行结构和性能表征。研究了pH、吸附剂的量、Cu2+初始浓度、吸附时间及温度等不同因素对吸附性能的影响。结果表明,对于印迹粒子,pH=6,吸附时间为4 h,为较理想的吸附条件;当溶液中Cu2+的质量浓度为120 mg/g,吸附剂的质量为50 mg时,吸附基本达到了平衡,单位吸附量约为21.304 mg/g。     

聚氨酯/青铜-Sm_2O_3复合涂层的近红外吸收与发射率性能EI北大核心CSCD

以青铜（bronze）粉与Sm2O3为复合颜料,聚氨酯（PU）为黏合剂,制备了PU/bronze-Sm2O3复合涂层。系统研究了涂层的红外发射率、近红外吸收性能及力学性能。结果表明：Sm2O3的存在可有效降低涂层对1.06μm与1.54μm近红外光的反射率,青铜粉的存在可有效降低涂层在8-14μm波段的红外发射率;通过调节青铜粉与Sm2O3质量比,涂层在8-14μm波段的红外发射率可在0.422-0.782范围内调节,涂层对1.06μm与1.54μm近红外光的反射率可分别在46.8%-65.0%和49.3%-70.7%范围内调节;所制备PU/bronze-Sm2O3复合涂层具备优良的力学性能,在不同青铜粉与Sm2O3质量比下,其附着力与耐冲击强度分别可达到1级和50kg·cm。