CoFe_2O_4/PVDF复合材料介电和磁性能研究

为增强聚偏氟乙烯(PVDF)的介电性能和磁性能,以湿法化学法合成的纳米铁酸钴(CoFe_2O_4)和PVDF为原料,通过粉末热压法制备了CoFe_2O_4/PVDF复合材料,并对其介电性能和磁性能进行了研究。结果表明,成功合成了纳米CoFe_2O_4,CoFe_2O_4在PVDF基体中分散均匀;与纯PVDF相比,随CoFe_2O_4掺杂量的增加,复合材料的介电常数、电导率、损耗因子均逐步增大;12%(wt,质量分数)CoFe_2O_4掺杂量时,复合材料的介电常数达18.7,介电损耗仅为0.11;复合材料为硬磁材料;复合材料的击穿电压与击穿场强随CoFe_2O_4掺杂量的增加先增大后减小。     

CoFe_2O_4磁性光催化材料的制备及其对四环素废水的降解

通过水热法成功制备了CoFe_2O_4磁性光催化材料,并将合成的CoFe_2O_4磁性材料应用于可见光照射下降解四环素(TC)模拟废水,考察了CoFe_2O_4磁性材料的光催化性能,同时考察了CoFe_2O_4制备过程中不同制备条件对其光催化活性的影响。通过捕获实验考察CoFe_2O_4光催化降解四环素的主要活性自由基;经过3次循环实验发现,采用水热法合成的CoFe_2O_4磁性光催化材料具有较好的稳定性,对四环素模拟废水的降解率达到65.78%。     

Fe_3O_4@SiO_2硅油基磁性液体制备及其性能研究

通常情况下硅油的粘度随温度变化非常小,表现出优良的"耐温性",是其作为工作介质在特殊环境下的突出优点。将硅油的"耐温性"与磁性液体相结合,可以极大地扩宽磁性液体的应用领域。采用化学共沉淀法和正硅酸乙酯水解法制备了Fe_3O_4@SiO_2核壳型磁性颗粒,在制备Fe_3O_4@SiO_2磁性颗粒时,主要针对反应物添加顺序、前驱体溶液pH值、包覆温度、包覆剂用量等影响因素设计实验并优化了实验工艺。然后用硅烷偶联剂A1120对其包覆,采用超声分散与高能球磨振荡相结合的分散方式将包覆后的Fe_3O_4@SiO_2磁性颗粒分散在硅油基载液中,制备了硅油基磁性液体。通过振动样品磁强计(VSM)、红外光谱仪(IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等多种手段对纳米磁性颗粒进行了表征,并对硅油基磁性液体的流变性能、稳定性等进行了分析。结果表明,核壳型纳米磁性颗粒的粒径为15~20nm,单分散度高,具有超顺磁性;硅油基磁性液体的饱和磁化强度达2.51×10~(-2) T,具有优良的稳定性和粘温性能。     

耐高温磁性玄武岩滤料的制备及捕集微细颗粒物研究

依次采用浸渍法与原位聚合法在玄武岩纤维表面均匀负载铁酸钴(CoFe_2O_4)纳米粒子,后经充磁处理后制备成磁性玄武岩功能滤料。在此基础上,分别采用SEM、VSM、FTIR、XRD等表征方法分析了磁性玄武岩滤料中CoFe_2O_4纳米颗粒的分布形态、剩磁及矫顽力大小、纤维表面官能团的作用机制及CoFe_2O_4负载结晶度。接着将原位聚合法制得的磁性玄武岩滤料在高温中处理24 h,并依次对原始玄武岩滤料、磁性玄武岩滤料及高温处理的磁性玄武岩滤料进行过滤性能实验。结果发现:相较于浸渍法,通过原位聚合法制备的磁性玄武岩滤料剩磁更强,CoFe_2O_4纳米粒子负载结晶度更好;250℃高温处理的磁性玄武岩滤料过滤性能最佳,对PM2.5的过滤效率达到了92.1%,相较原始玄武岩滤料提高了33.9%;同时原始玄武岩滤料过滤阻力低于磁性玄武岩滤料,但随着滤料粉尘负荷的增大,磁性玄武岩滤料的磁性粒子对滤料过滤阻力的影响变小。     

Fe_3O_4水基磁性液体的制备及性能研究

采用化学共沉法制备磁粒子Fe_3O_4,选用表面活性剂油酸进行一次包覆,乳化剂OP(烷基酚聚氧乙烯醚)进行二次包覆制备出稳定的水基磁性液体。利用XRD和TEM分析了样品的结构、形貌及粒径;运用VSM技术研究了样品磁性能;重点考察了油酸和OP用量对水基磁性液体稳定性的影响。结果表明,所制备的Fe_3O_4粒子为球形,颗粒的粒径较均匀细小,在10nm左右;磁性液体显示超顺磁性,饱和磁化强度M_s=54.636A·m~2/kg;油酸和OP用量对磁性液体的稳定性有重要影响,当n(Fe_O_4):n(油酸):n(OP)=5:2:4时,磁性液体的稳定性能最好。     

氮化铁磁性液体材料及应用开发研究

磁性液体又简称磁流体、磁液,是一种纳米复合功能材料,它是由平均粒径约十多纳米的铁磁性或亚铁磁性微粒表面包覆一层界面活性剂分子,均匀分散在基油中构成的,磁微粒子在基油中不停地做布朗运动,即使在重力、磁力作用下也不会发生固液分离现象,固液两相已浑然一体。 磁性液体最初是1965年美国宇航局为了解决太空服头盔转动密封的技术难题而率先研制成功的。现在世界上已得到商业应用的磁性液体主要是氧化铁型的,就是其磁微粒子材质为Fe_3O_4或γ-Fe_2O_3,这些都属于亚铁磁性物质,所以其固有磁化强度     

PVP表面修饰羰基铁/CoFe_2O_4核壳纳米结构的制备及低频吸波机理

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表面处理羰基铁粉,并将Co~(2+)与Fe~(3+)通过共沉淀技术直接在羰基铁颗粒表面合成CoFe_2O_4,成功制备了三种不同CoFe_2O_4含量的羰基铁/CoFe_2O_4核壳结构粉体。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)及矢量网络分析仪(VNA)等设备分析了加入CoFe_2O_4前后羰基铁颗粒的形态、组成与电磁性能。结果表明,制备的纳米CoFe_2O_4粉末呈不规则团聚状,CoFe_2O_4大部分包覆于片状羰基铁表面,且随着CoFe_2O_4合成量的增加,包覆层厚度逐渐增大并趋于完全包覆。通过CoFe_2O_4粉末包覆有效降低了羰基铁的介电常数,提高了其低频波段的阻抗匹配特性,实现了铁电和铁磁双性复合吸波效果,改善了其低频吸波性能。利用λ/4干涉相消理论对反射损耗峰频率与电磁参数间的关系进行了研究,并结合界面反射模型及阻抗匹配原理对材料吸波性能进行了分析。     

稀土Ce^(3+)掺杂纳米CoFe_2O_4的制备及其吸波性能EI北大核心CSCD

采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备稀土Ce^(3+)掺杂纳米CoFe_2O_4,使用XRD、EDS、FT-IR、TEM和PNA等手段对产物的物相组成、形貌和电磁参数进行表征和分析,研究了掺杂稀土Ce^(3+)对纳米CoFe_2O_4的结构和吸波性能的影响。结果表明:所制备出的CoFe_2O_4和CoFe_(1.7)Ce_(0.3)O_4具有尖晶石型结构,其粒径分别为70 nm和60 nm;在0~6 GHz频率范围内CoFe_(2-x)Ce_xO_4的吸波性能比纯CoFe_2O_4有了很大的提高,当x=0.3时吸波性能最佳,在5030 MHz处最大吸收峰值为-27.6 d B,-5 d B频宽为1.6GHz。     

稀土Ce~(3+)掺杂纳米CoFe_2O_4的制备及其吸波性能

采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备稀土Ce~(3+)掺杂纳米CoFe_2O_4,使用XRD、EDS、FT-IR、TEM和PNA等手段对产物的物相组成、形貌和电磁参数进行表征和分析,研究了掺杂稀土Ce~(3+)对纳米CoFe_2O_4的结构和吸波性能的影响。结果表明:所制备出的CoFe_2O_4和CoFe_(1.7)Ce_(0.3)O_4具有尖晶石型结构,其粒径分别为70 nm和60 nm;在0~6 GHz频率范围内CoFe_(2-x)Ce_xO_4的吸波性能比纯CoFe_2O_4有了很大的提高,当x=0.3时吸波性能最佳,在5030 MHz处最大吸收峰值为-27.6 d B,-5 d B频宽为1.6GHz。     

离子型γ-Fe_2O_3/Ni_2O_3磁性液体的制备、磁化性质和微结构特征

用Massart法合成了水基γ-Fe_2O_3/Ni_2O_3复合纳米微粒多分散离子型磁性液体。该磁性液体的磁化强度和光透射驰豫现象表明磁性液体中除了存在无环的微团聚外,还有链状团聚。由于在多分散磁性液体中,磁性微粒之间的磁相互作用很弱,仅靠磁相互作用不能形成链状团聚体,链状团聚体的形成是受到了"排空力"的作用。在γ-Fe_2O_3/Ni_2O_3离子型磁性液体中,"排空力"促使液体中的较大微粒在无外磁场作用下形成短链,磁性液体的宏观特性如磁化强度和光弛豫现象都是由这些短链造成的。同时,只具有链状团聚体的磁性液体具有优良的磁光效应。     

纳米Mn_(0.4)Zn_(0.6)Fe_2O_4磁流体的制备与粘度特性

为了得到性能稳定的磁流体,采用水热法制备Mn_(0.4)Zn0.6Fe_2O_4磁流体,使用毛细法粘度计测量磁流体的粘度,分析磁流体粘度的影响因素。结果表明:磁流体的粘度随着磁性粒子体积分数的增大而增大,且外加磁场的作用会加快增大的趋势;磁流体磁性粒子体积分数不变时,表面活性剂质量分数越大粘度也越大,当表面活性剂质量分数小于4%时,粘度增加呈线性趋势;外加磁场强度越大,粘度也越大;无论外界环境有无磁场作用,磁流体的粘度都随着温度的升高而减小,温度的升高还会减弱外加磁场对磁流体粘度的影响。     

两种磁性纳米颗粒(Fe_3O_4、Fe_3O_4@柠檬酸)的制备及其在DNA提取分离中的应用

采用溶剂热法制备表面修饰柠檬酸的磁性Fe_3O_4纳米粒子和磁性Fe_3O_4纳米粒子,并对其粒径大小、晶体结构和磁性能进行表征,并考察其用于DNA提取分离的效果。结果表明,两产物均为立方晶系的Fe_3O_4纳米颗粒。磁性Fe_3O_4纳米粒子和表面修饰柠檬酸的磁性Fe_3O_4纳米粒子的平均粒径为411.1nm和586.3nm。当全血体积200μL、磁性纳米粒子用量2.0mg时,提取的DNA浓度最高分别为270.6ng/μL(Fe_3O_4)和466.4ng/μL(Fe_3O_4@柠檬酸)。     

添加助烧剂对CoFe_2O_4/BaTiO_3复相多铁材料性能的影响

采用固相合成法制备出尖晶石结构CoFe_2O_4粉末和钙钛矿结构BaTiO_3,并按照2∶8的摩尔比将粉末混合,随后添加不同的助烧剂。研究多种助烧剂对制备出的CoFe_2O_4/BaTiO_3复相多铁材料成分、微观形貌、介电性能、铁电性和磁性能的影响。结果表明:仅添加助烧剂Bi2O3,难以达到烧结致密的目的;当助烧剂中含有CaCO3-SiO2时,有效提高了CoFe_2O_4/BaTiO_3复相多铁材料的烧结性能,在相同的烧结温度下,CoFe_2O_4/BaTiO_3复相多铁材料致密度得到提升,且介电性能、铁电性、磁性能均有一定程度的优化。     

丁烯二酸单酯化-β-环糊精修饰的磁性纳米颗粒制备及性能研究

以可聚合的β-环糊精衍生物丁烯二酸单酯化-β-环糊精为功能单体,在一定的条件下,与采用含有乙烯基的偶联剂进行表面改性的Fe_3O_4纳米颗粒,通过自由基共聚法,制备一种带有环糊精基团的磁性纳米颗粒。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征其形貌;红外光谱和X-射线衍射表征结构;振动样品磁强计表征其磁性;热重分析仪表征热稳定性。随后对其在不同表面活性剂中的分散稳定性进行测定,并通过细胞毒性试验对含有表面活性剂的分散体系的生物相容性进行研究。在此基础上,以抗癌药物卡莫氟为模型药物考察载体的载药性能。实验结果表明该磁性纳米颗粒有望作为药物载体应用在抗肿瘤药物靶向给药领域。     

核-壳结构磁性复合微球的制备与表征

通过分散共聚制得了聚(丙烯酸-丙烯腈-苯乙烯)(PAAS)三元共聚物微球,调整聚合反应介质乙醇与水的体积比及分散剂的用量,可将PAAS微球的粒径控制在230～680nm的范围内;扫描电子显微镜观察发现,所得微球粒径具有较好的单分散性.以该PAAS共聚物微球为载体,在二价和三价铁盐存在的条件下控制体系的pH,经共沉淀将Fe_3O_4纳米颗粒有效沉积在微球表面,得到了以PAAS为核,Fe_3O_4为壳的核-壳结构磁性复合微球;热重分析结果表明,复合微球上Fe_3O_4的含量达41%,对磁场具有明显的响应性.     

纳米Fe_3O_4磁性颗粒常温化学合成及外层结构研究

研究纳米尺寸磁性颗粒常温液相合成化学及其颗粒外层氧化稳定性控制工艺和机理。以二价和三价混合铁盐和硫化钠(Na_2S)为原料,氨水为沉淀剂,用化学沉积的方法制备了稳定的四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米颗粒,并通过XRD、TEM和振动磁强计对磁性颗粒进行了表征。结果表明,所合成的纳米Fe_3O_4颗粒纯度高、抗氧化性能好,颗粒形状为近圆形的多边形,粒径10~15nm。干燥过程不影响颗粒的纯度和粒度。在对颗粒进行了有机表面改性后,颗粒表面为亲油性。磁性检测结果显示,作分散用的表面活性剂会影响颗粒的磁学性能,样品S2的磁化强度达到21.67A/m,剩余磁化强度达到1.43A/m,保磁力达到17.00Gs。提出了单颗粒表面多层微观结构功能性和稳定性控制机理模型,对氧化防止和防团聚本质问题进行了分析。     

表面活性剂对相反转法制备金属颗粒的影响

采用相反转悬浮液体系中不同表面活性剂同步修饰的方法制备超细低熔点金属颗粒,研究阳离子和阴离子表面活性剂对金属颗粒的影响。通过沉降实验观察不同表面活性剂修饰的金属颗粒在水中的分散及稳定性,并采用激光粒度仪、扫描电镜对低熔点金属颗粒的粒径和形貌进行表征分析。结果表明:表面活性剂的种类对制备低熔点金属颗粒有重要的影响,其中阴离子表面活性剂的效果最好。对几种阴离子表面活性剂的研究表明:油酸钠的作用最明显,其浓度大小对低熔点金属颗粒的粒径、形貌和分散效果有显著的作用。采用质量分数为1%的油酸钠水溶液可制备出分散稳定、粒径分布窄和球状的超细低熔点金属颗粒,平均粒径为0.343μm。     

软化学法合成Gd_2O_3:Er~(3+)荧光粉粒径与形貌的控制

探讨一种以非极性溶剂液体石蜡为有机相,利用表面活性剂的组装构型控制制备Gd_2O_3:Er~(3+)荧光粉,通过改变表面活性剂用量控制粒径大小,采用X射线衍射和扫描电子显微镜分析所制粉体的结构、形貌和粒径大小。结果表明,表面活性剂组装固型法所制备的样品为立方晶相,形貌为球形,粒径均匀。与沉淀法和溶胶-凝胶法所制备的荧光粉相比,表面活性剂组装固型法制备的样品粒径较小,分布较窄,平均粒径为48 nm;荧光粉的激发峰位于380 nm处,发射峰位于563 nm处,表面活性剂组装构型控制制备Gd_2O_3:Er~(3+)荧光粉的发光强度显著强于沉淀法和溶胶-凝胶法所制备的荧光粉,其发光强度是沉淀法的4倍以上,是溶胶-凝胶法的10倍以上。     

Fe3O4@C核壳结构纳米粒子结构特性表征及应用

目的采用一步法合成Fe_3O_4@C纳米粒子,分析其核壳结构的形成机理,并研究该纳米材料在磁性防伪油墨方面的应用。方法以FeCl_3·6H_2O为铁源,乙二醇为溶剂,葡萄糖为碳源,尿素为碱源,制备具有核壳结构的Fe_3O_4@C纳米粒子,分别采用X射线衍射、场发射扫描电镜、高分辨透射电镜、红外光谱仪和激光拉曼光谱等对其表面形貌和结构进行表征,并对所制备磁性油墨的粘度、抗摩擦性、细度和磁性进行测定。结果所制备的Fe_3O_4@C纳米材料是以平均粒径18 nm的Fe_3O_4为核,厚度为2 nm的无定形碳为壳层的单分散球形纳米粒子,葡萄糖是核壳结构形成的关键;该材料在室温下具有典型的软磁特性,饱和磁化强度为71.2 A·m~(-2)/kg,矫顽力为10 984.8 A/m,所制磁性油墨的墨层耐磨性参数为81%,印记有磁性,粘度为95 Pa·s,各项性能均符合磁性防伪油墨的要求。     

聚醚基磁性液体的研制

本研究以具有憎水、憎油特性的聚醚作为磁性液体基液，以阴郭和非离了途中 不同的表面活性剂作为磁性粒子在基液中的复合包覆分散剂，通过使磁性粒子被表面活民覆并很好地分散于基液中，研制出了具有憎水、憎油特性的聚醚基磁性液体。密封试验表明该磁性液体可用于密封亲水、亲油性液体。