撞击流反应器制备纳米四氧化三铁的研究

在浸没式循环撞击流反应器中,以氨水为沉淀剂,用七水合硫酸亚铁和六水合三氯化铁为原料,采用共沉淀法制备了纳米四氧化三铁粒子。考察了搅拌转速、亚铁与三价铁物质的量比、反应温度和溶液pH对所得纳米四氧化三铁的分散性和粒径的影响。采用傅里叶红外光谱仪、透射电镜、X射线衍射仪等对制得的纳米粒子的结构和性能进行了表征。结果表明：用撞击流反应器制备纳米四氧化三铁粒子的最佳工艺条件：亚铁与三价铁物质的量比为1 ∶1,反应温度为40 ℃,搅拌转速为1 600 r/min,以氨水作沉淀剂,最佳pH控制在11.0左右。在上述条件下,可以制备出分散性好、纯度高、平均粒径为10 nm的四氧化三铁粒子。     

磁性四氧化三铁纳米粒子的超声波辅助水热合成及表征

以六水三氯化铁、四水二氯化铁和氨水为原料，在超声波辅助下，水热法制备了磁性四氧化三铁纳米粒子。借助X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）及振动样品磁强计（VSM）对产物四氧化三铁进行分析。结果表明，当反应物三价铁离子与二价铁离子物质的量比为1．75，pH为13，控制水热合成温度在140～160℃、水热处理时间在3～5h时，可制备出纯相的反尖晶石结构的四氧化三铁纳米微粒。随着水热合成温度的升高和时间的延长，晶体发育更完整，平均粒径增大。磁性测量表明，饱和磁化强度和矫顽力也随着四氧化三铁纳米微粒平均粒径的增大而增大，控制水热合成温度140～150℃、水热处理时间4h能够制备出平均粒径小于20nm、具有超顺磁性的四氧化三铁纳米微粒。     

磁性四氧化三铁纳米粒子的合成及表征

纳米四氧化三铁是一种多功能磁性材料.水解法制备四氧化三铁纳米颗粒的主要影响因素有熟化温度、二价铁与三价铁的物质的量比和滴定终点的pH.正交实验分析结果表明:二价铁与三价铁的物质的量比为1:1.75、恒温熟化温度为80℃、终点的pH=11的条件下,可合成粒径分布在0.1 μm以下、质量分数为95.53%磁性四氧化三铁纳米粉体.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)对优化实验产物进行分析表明,纳米粒子属单相立方晶型,平均粒径为56nm,纯度高、超顺磁性.     

盐酸法钛白粉新工艺副产氯化亚铁制备四氧化三铁

探索了一种以盐酸法钛白粉新工艺副产氯化亚铁为原料制备四氧化三铁磁粉的放大试验工艺,把副产危废氯化亚铁制备成用途广泛的四氧化三铁磁粉,实现资源的综合利用。研究结果表明：选用氧化钙为沉淀剂与氯化亚铁反应得到氢氧化亚铁,在分散剂辅助作用下通入空气使氢氧化亚铁被氧化成三价氢氧化铁,控制氧化钙及分散剂加料时间间隔为1.5 h、氧化温度为80℃、氧化时间为8.5 h,将氢氧化铁与氢氧化亚铁以物质的量比为2∶1均匀混合,通过正压分离得到固体,控制分离前pH为6.5,最后通过烘干、研磨等后处理得到四氧化三铁磁粉。进行50 kg级别放大试验得到四氧化三铁产品,收率达到97%。该工艺将副产危废转化为有一定经济效益的产品,进一步完善了盐酸法钛白粉新工艺。     

新型除油剂的合成及性能研究

采用共沉淀法合成纳米四氧化三铁,然后通过PAMAM树状大分子表面包覆合成了PF系列除油剂,探索了不同反应条件对其除油性能的影响,得到了合成PF系列除油剂的最适宜条件:n(PAMAM):n(总Fe)=5,反应温度为70℃,pH为8～9,反应时间30min.透射电子显微镜表明得到的产物是粒径为30 nm左右的四氧化三铁颗粒.这种新型除油剂在加剂量为70mg·L~(-1)时,可将孤四联污水含油量从1273.6mg·L~(-1)降到35.7mg·L~(-1),除油率达97.2%,悬浮物从145mg·L~(-1)降到58mg·L~(-1),现场使用的药剂罗曼哈斯的出油率只有87.2%,研究表明PF系列除油剂对孤岛三个联合站的污水有一定的普遍适应性.     

共沉淀法制备四氧化三铁的研究

确定了化学共沉淀法制得四氧化三铁的最佳工艺条件为：n(Fe³⁺)∶n(Fe²⁺)=1∶2,铁盐浓度0.7 mol/L,反应温度45℃,反应时间30 min。通过化学分析法得到四氧化三铁纯度90.9%,产品合成阶段铁元素回收率99.5%,XRD表征结果显示,所获得的产品有其他成分,TG表征结果显示产品热稳定性一般,但是产品铁含量符合氧化铁黑颜料标准的要求。     

纳米级四氧化三铁回收水中铅离子实验

采用共沉淀法制备了纳米级四氧化三铁,考察pH值、温度对铅吸附的影响及吸附动力学和吸附等温模型。结果表明,准二级动力学方程能更好地描述纳米级四氧化三铁对铅的吸附动力学过程,反应分为快速吸附阶段、慢速吸附阶段和吸附平衡阶段。pH对四氧化三铁吸附铅的过程有着明显的影响,pH过低会导致四氧化三铁对铅的吸附量降低。温度会影响四氧化三铁对铅的吸附量,温度越高,吸附量越小。Langmuir方程更适合描述四氧化三铁对铅的吸附行为,该过程为化学吸附。     

纳米级四氧化三铁回收水中铅离子实验

采用共沉淀法制备了纳米级四氧化三铁,考察pH值、温度对铅吸附的影响及吸附动力学和吸附等温模型.结果表明,准二级动力学方程能更好地描述纳米级四氧化三铁对铅的吸附动力学过程,反应分为快速吸附阶段、慢速吸附阶段和吸附平衡阶段.pH对四氧化三铁吸附铅的过程有着明显的影响,pH过低会导致四氧化三铁对铅的吸附量降低.温度会影响四氧...     

Fe_3O_4@SiO_2磁性催化剂载体的制备及表征

以正硅酸乙酯作为硅源,采用沉淀法将四氧化三铁颗粒包覆在二氧化硅中,制备了Fe3O4@SiO2磁性催化剂载体材料。考察了氨水浓度、正硅酸乙酯浓度和四氧化三铁加入量对样品包覆率的影响,并对样品的物相和显微结构做了表征。结果表明:正硅酸乙酯可作为制备Fe3O4@SiO2磁性催化剂载体的硅源;在氨水浓度为0.4 mol/L、正硅酸乙酯浓度为0.02 mol/L、Fe3O4加入量为0.04 g的适宜反应条件下,样品包覆率为99%;二氧化硅有效包覆了四氧化三铁颗粒,但团聚较严重。     

镍钴化学镀碳纳米管的表征及其吸波性能

以银氨溶液为敏化活化剂,采用一步敏化活化化学镀工艺制备了纳米镍钴包覆碳纳米管(CNTs)复合材料。通过正交试验考察了镀液pH、温度、镍钴摩尔比对CNTs在低频区吸波性能的影响,确定了最佳工艺条件为:温度70℃,pH=9,n(Ni)/n(Co)=3∶7。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对化学镀前后碳纳米管进行了表征。结果表明,镍钴成功地包覆在碳纳米管上;在最佳条件下制得的镍钴碳纳米管的最大回损值达到30.66dB,吸波值小于5dB的频率宽度为1042MHz。该镍钴碳纳米管是一种极具潜力的吸波材料。     

氧化铁包覆云母对聚对苯二甲酸乙二醇酯非等温结晶动力学的影响

以氧化铁包覆云母为成核剂,对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）进行成核改性,采用差示扫描量热法分别研究了不同降温速率下PET和PET/氧化铁包覆云母复合材料的非等温结晶行为,用Jeziorny法和莫志深法对非等温结晶过程进行了分析,并用Flynn-Wall-Ozawa法计算其活化能。结果表明：氧化铁包覆云母对PET具有异相成核的作用,可明显提高PET的结晶速率;与Jeziorny法相比,莫志深法可较好描述PET和PET／氧化铁包覆云母复合材料的非等温结晶过程。进一步分析表明,氧化铁包覆云母的加入并没有明显改变PET基体的成核机理和生长方式,但降低了PET的结晶活化能,从而提高了PET的结晶性能。     

SnO2/Fe2O3-rGO三元复合材料催化葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛

采用水热晶化法制备SnO2/Fe2O3-rGO三元复合材料固体型催化剂,以葡萄糖为原料,SnO2/Fe2O3-rGO为催化剂,在[BMIM]Br环境下催化葡萄糖脱水制备5-羟基甲糠醛(HMF)。考察催化剂制备条件及催化制备5-羟甲基糠醛(HMF)的工艺参数如:催化剂制备的晶化温度、不同金属原料配比、以及不同溶剂对(HMF)产率的影响等。实验结果表明,在200℃下,n(FeCl3·6H2O)∶n(SnCl2·2H2O)=1∶3,恒温4 h,制备的催化剂SnO2/Fe2O3-rGO在[BMIM]Br离子液体中对葡萄糖脱水制备HMF所得葡萄糖转化率为99%,产率为56%。     

三氧化二铁着色的云母钛珠光颜料的制备

对三氧化二铁着色的云母钛珠光颜料的制备工艺进行了研究。最佳反应条件为：ｐＨ２～４，反应温度９０℃，三氯化铁与尿素的重量比为１∶３～１∶５。三氧化二铁沉积量１％～３％时颜料成金色，大于４％呈红色     

Fe3O4纳米晶表面裹负SiO2的制备研究

纳米材料又称超微颗粒材料,是由纳米粒子组成,具有纳米尺寸效应。纳米材料用于化学反应会呈现出不同寻常的反应性能。磁性纳米材料作为一种新型的纳米材料,具有不同于常规材料的独特效应,如量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应及顺磁效应等,这些效应使磁性纳米粒子具有不同于常规材料的光、电、声、热、磁敏感特性。近年来有关磁性纳米材料的研究备受瞩目。特别是Fe3O4纳米晶,由于其优异的磁性和表面活性及其在磁流体、微波吸收材料、水处理、催化、生物医药、生物分离等方面的应用前景,正在成为众多领域研究的热点。基于Fe3O4纳米晶的磁性纳米催化剂兼有了磁性纳米材料的所有独特性能,将其应用于催化领域,会呈现出常规催化材料所不具备的催化性能。目前液相制备Fe3O4纳米晶的液相方法主要有沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、微乳液法、微波超声法等。这几种方法制得的Fe3O4纳米晶有较大的差异,往往因其在不同领域的应用而采用不同的方法制备Fe3O4纳米晶。结合前人研究成果,笔者采用共沉淀法在无氮气保护的条件下制备出了粒径分布在15 nm±4 nm之间的Fe3O4纳米晶。考察了n(Fe^2+)/n(Fe^3+)、晶化时间、晶化温度、pH值对Fe3O4纳米颗粒粒径分布的影响,并在Fe3O4纳米晶表面裹负SiO2,提高了其抗氧化性能并增强其表面修饰性能,为进一步表面裹负金属活性组分制备磁性纳米催化剂打下基础。     

风化煤硝酸氧解复合催化剂的研制

研究了4种硝酸氧解催化剂的制备条件及其对提高风化煤腐植酸产率的影响。结果表明,硫酸浸渍法所制备的SO4^2-／Fe2O3和SO4^2-／FeV催化剂、活性炭（AC）负载的AC／Fe2O3和AC／V2O5催化剂都有一定作用,其CAC／V2O5效果最明显,腐植酸产率比不加催化剂的提高10．2％,其制备条件为,活性炭：草酸氧钒溶液=1.5：1,焙烧温度500℃。     

Research of mica/Fe<Subscript>3</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> pearlescent pigment by co-precipitation

Experiments on preparation of mica/Fe₃O₄ pearlescent pigment were performed to discuss influences of several crucial parameters on final products. The samples were characterized by XRD, HRSEM, FTIR and color measurement, the content of Fe₃O₄ on the mica surface was also analyzed by XPS. It was found that the smoothness, compactness and colour deepness of the coating were influenced by different pH values and temperatures. The optimum preparation parameters of mica/Fe₃O₄ pearlescent pigment were obtained: the value of pH ≥ 9.2; the concentration of sodium hydroxide was 0.5 mol/l; the concentration ratio of Fe³⁺ to Fe²⁺ was 1.6 : 1; the velocity of magnetic stirring was 138 ≤ v ≤ 151 r/min; reaction temperature was 70–80°C; calcination temperature was 350°C and calcination time was 3 h.     

共沉淀法合成小粒径单分散Fe3O4纳米颗粒

研究以FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O为原料,NH3·H2O作为沉淀剂,采用共沉淀法制备纳米Fe3O4颗粒,利用IR（红外光谱）、XRD（X射线衍射）等表征手段对割得的纳米颗粒进行了表征。结果表明：制备的纳米Fe3O4粒子粒径较细,且粒径分布较窄。据此找出制备纳米Fe3O4粒子的最佳实验条件为：铁盐溶液浓度为0．5mol／L,沉淀剂溶液浓度为0．2mol／L,Fe^2＋：Fe^3＋：OH^-=1．00：1．00：6．00,反应温度为30℃。制备纳米Fe3O4粒子粒径在10-20mm,且分散性较好;通过XRD谱图可以得出产物为具有立方晶系的纳米Fe3O4粒子。     

多元醇法制备纳米Fe3O4的研究

为了研究液相多元醇法制备金属纳米粒子,以氯化亚铁为前驱物,1,2-丙二醇为还原剂,意外获得了Fe3O4纳米粒子。通过X射线衍射分析标定了获得样品的物相为面心立方结构的Fe3O4,用透射电镜观察了样品的形貌,其颗粒形貌为球形,大小为50—70 nm。根据标准状态下氧化-还原反应的电池电动势研究了反应机理,结果表明,Fe2+发生了歧化反应,反应主要向Fe2+被氧化的方向进行,产物为纳米Fe3O4。     

Michael reaction of β-ketoesters with vinyl ketones by iron(III)-exchanged fluorotetrasilicic mica: catalytic and spectroscopic studies

Michael reaction of β-ketoesters with vinylketones at room temperature under solvent-free condition is investigated with various Fe³⁺ catalysts, including FeCl₃ ⋅ 6H₂O supported on various supports (Fe–mica, Fe–mont, Fe–SiO₂, Fe–Al₂O₃, Fe–NaY) and homogeneous catalysts, FeCl₃ ⋅ 6H₂O and Fe(NO₃)₃ ⋅ 9H₂O. Fe³⁺-exchanged fluorotetrasilicic mica (Fe–mica) shows highest activity. Fe–mica exhibits almost quantitative yields of Michael adducts, high turnover numbers (TON = 1000), and a low level of Fe leaching. After simple work-up procedures, Fe–mica can be recycled without a loss in activity. The relationship between catalytic activity and the catalyst structure determined by XRD, UV–vis, and Fe K-edge XANES/EXAFS is discussed in terms of the effect of clay support on the structure and reactivity of Fe³⁺ species. The Fe³⁺ cation, highly dispersed in the interlayer of clay (mica or mont) or on SiO₂, is more active than the cluster-like Fe³⁺ oxide or hydroxide species in Fe–NaY and Fe–Al₂O₃. UV–vis and XAFS results for the catalysts treated with reactants suggest that, during the reaction, the FeCl₂(O)₄ octahedral species in FeCl₃ ⋅ 6H₂O or those on Fe–SiO₂ are converted to the β-diketonato complexes with two β-diketonato ligands, whereas in Fe–mica β-diketonato complexes with one β-diketonato ligand are formed. The formation of β-diketonato complexes results in a slight lowering of the Fe oxidation number from 3+, probably as a result of the electron donation from the β-diketonato ligand to Fe³⁺ as a Lewis acid site. The lower numbers of β-diketonato ligand coordinated with Fe³⁺ in Fe–mica should result in a larger coordination strength for β-diketonato ligand than that in Fe–SiO₂, which was confirmed by acetylacetone-TPD. Thus, the central carbon atom of the β-diketonato ligand in Fe–mica is more reactive toward nucleophilic attack by the coordinated enone, leading to higher activity for the Michael reaction.     

微波水热法制备超顺磁性Fe3O4纳米粒子

采用微波水热法制备超顺磁性Fe3O4纳米粒子,讨论了[Fe3 ]/[Fe2 ]、晶化温度、晶化时间、pH值4因素对平均粒度大小的影响,探索Fe3O4纳米粒子的最佳制备条件,在该基础上采用油酸对其进行表面改性。利用XRD、FT-IR、TEM和VSM对Fe3O4纳米粒子的结构、形貌、磁性能进行表征。结果表明,改性后的纳米Fe3O4粒子为粒度均匀的球形,具有良好的分散性,平均粒径约8 nm;该产物具有超顺磁性,饱和磁化强度为61.8 emu/g。