磁性颗粒/碳纤维轻质柔软复合材料制备及其吸波性能

为开发兼具电损耗和磁损耗的新型轻质柔软吸波复合材料,采用聚丙烯腈(PAN)基预氧丝毡浸渍金属盐溶液,经高温处理工艺制备了磁性颗粒/碳纤维轻质柔软复合材料。通过弓形法吸波测试、X射线衍射、X射线能谱分析、扫描电子显微镜观察等方法对材料性能进行表征和分析。结果表明:所制备的复合材料由碳纤维和具有磁损耗性能的Fe—Co—Ni、Fe₃O₄、Fe—Ni、Fe—Co等颗粒组成,磁性颗粒沿着纤维轴向均匀分布,电损耗与磁损耗间的协同作用使磁性颗粒/碳纤维复合材料表现出优异的吸波性能。当处理温度为650 ℃和700 ℃时,试样电磁波发射损耗小于-5 dB的吸收波段分别为8.6~18 GHz和10~18 GHz,电磁波反射损耗小于-10 dB的吸收波段分别为13.9~18 GHz和14~18 GHz。结果表明,过高或过低的处理温度会降低材料电磁波损耗,通过调节处理温度可控制材料的吸波性能。     

Fe3O4/木质素基纳米碳纤维复合材料的制备及其微波吸收性能探究

本研究以蔗渣乙酸木质素为原料制备了木质素基实心和中空纳米碳纤维(CNFs和HCNFs),然后采用溶剂热法,将经浓硝酸表面氧化处理后的碳纤维和乙酰丙酮铁共混反应合成了Fe_3O_4/实心和中空纳米碳纤维复合材料(Fe_3O_4/CNFs和Fe_3O_4/HCNFs)。通过傅里叶变换红外光谱仪和拉曼光谱仪分析了碳纤维在浓硝酸氧化处理前后的结构变化,通过扫描电子显微镜能谱仪、X射线衍射仪、比表面积孔径分析仪、振动样品磁强计和矢量网络仪分析并对比了Fe_3O_4/CNFs和Fe_3O_4/HCNFs的形貌结构、磁性能和微波吸收性能。结果表明,Fe_3O_4/CNFs和Fe_3O_4/HCNFs的饱和磁化强度分别为12. 7emu/g和16. 5 emu/g,均表现出了典型的超顺磁性。相较于Fe_3O_4/CNFs,Fe_3O_4/HCNFs在厚度仅为1. 5mm下其最小反射损耗达-11. 8 dB,另外随着吸波体厚度在1. 0～2. 5 mm范围变化,小于-10 dB的吸收频带范围为5. 28～14. 75 GHz,表现出了更优异的微波吸收性能。     

粒径对Fe3O4@Con A吸附脱脂乳中乳铁蛋白的影响

以Fe~(2+)和Fe~(3+)制备的磁性纳米粒子,通过X-射线衍射测定其晶格、傅里叶变换红外光谱测定其非极性化学键确定合成的磁性纳米粒子为Fe_3O_4、扫描电镜结果表明转速为100 r/min磁性纳米粒子形貌不统一、200 r/min磁性纳米粒子呈椭球形。将伴刀豆蛋白A分别修饰到两种磁性纳米粒子表面,激光粒度仪度分别测定了修饰后Fe_3O_4@Con A的平均粒径分别为(82.49±20.34)nm和(9.77±0.02)nm,振动磁强计测量结果表明修饰后Fe_3O_4@Con A磁强度分别为3.68 emu/g和5.36 emu/g。二种粒径的Fe_3O_4@Con A从脱脂乳中回收乳铁蛋白的洗脱液的十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)结果表明,200 r/min制备的Fe_3O_4@Con A对脱脂乳中回收乳铁蛋白的专一性优于100 r/min的Fe_3O_4@Con A。     

丝瓜络衍生碳纤维基复合材料的电磁波吸收性能

为解决当前多孔磁性碳基吸波材料制备工艺繁杂、能耗高、环境不友好等问题,提出基于多孔生物质源衍生的绿色环保策略。以高孔隙丝瓜络为前驱体,Co²⁺为金属源,二甲基咪唑为配体,经配位自组装获得丝瓜络/金属有机骨架结构复合材料,并经高温煅烧得到碳纤维基钴/碳(LS-Co/C)复合材料。结果表明：在800℃煅烧后,LS-Co/C展现了优异的吸波性能,厚度为1.5 mm时有效吸收带宽为5.2 GHz (12.8～18.0 GHz),其良好的吸波特性得益于错综复杂的三维多孔网络结构为电磁波提供了适宜的损耗空间,在电磁场作用下产生感应电流,并在碳纤维导电网络中快速衰减,同时钴/碳复合材料与碳纤维形成的多重界面极化助力电磁波进一步衰减。该研究将为新型多孔磁性碳基吸波材料的设计开发提供策略。     

碳纳米管/纳米四氧化三铁聚乙烯复合板的吸波性能研究

文章选用低密度聚乙烯作为基体材料,分别与碳纳米管(CNT)吸收剂、纳米Fe_3O_4吸收剂融合,制备吸波复合板材。采用网络分析仪-波导管系统分析了吸波剂浓度、板材厚度对吸波性能的影响。研究发现,CNT复合板材的厚度为3.6mm时,最佳吸收剂浓度为1.5%,回损在9.96GHz处达到最大值-40.92dB;纳米Fe_3O_4吸波材料厚度为3.6mm时,回损随吸收剂浓度增加而增大,在浓度2.0%时,回损在9.44GHz处可达-23.95dB。复合板材的吸波性能随板材厚度的增加而增强。板材厚度相同时,同浓度的CNT的吸波性能优于纳米Fe_3O_4。     

Fe~(3+)修饰磁性纳米粒子的制备与表征及对卵黄高磷蛋白的吸附作用

通过化学共沉法和表面功能化修饰得到硫酸软骨素钠和Fe~(3+)负载的磁性纳米粒子Fe_3O_4-CS@Fe~(3+)(CMNP@Fe~(3+)),并对该粒子的形貌等特性进行分析。透射电子显微镜观察显示CMNP@Fe~(3+)呈尺寸为20 nm的圆球形,分散性较好;磁滞回线结果表明该粒子具有超顺磁性;傅里叶变换红外光谱测定证明硫酸软骨素钠和Fe~(3+)已成功修饰在Fe_3O_4表面。利用磁性纳米粒子表面Fe~(3+)与卵黄高磷蛋白的强结合力,建立从蛋黄中磁性分离卵黄高磷蛋白的新方法,并对吸附过程的影响因素进行研究。结果发现当溶液pH 4.0、底物初始质量浓度10 mg/m L、吸附时间180 min时,磁性纳米粒子的吸附能力最强。利用动力学模型和等温吸附模型进行拟合,确定CMNP@Fe~(3+)吸附卵黄高磷蛋白的过程符合伪二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,并通过模型计算得到吸附平衡时卵黄高磷蛋白的理论吸附量为625.00 mg/g。该研究结果为鸡蛋中蛋白质实现磁性分离提供了依据。     

磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2载体的改性及其在脂肪酶固定化中的应用

将磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2载体去油和表面活化后,用硅烷偶联剂(KH-550)对载体表面进行氨基化改性,制备出氨基化改性的磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2载体。用X-射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)分别对载体进行表征,试验结果表明,用该种方法去油和活化不会使磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2载体内部的磁性纳米Fe_3O_4核晶型发生变化,且表面SiO_2不会被溶解腐蚀,同时磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2载体表面能连接上氨基。将改性前、后的载体分别固定化脂肪酶应用于生物柴油酯化反应,试验结果表明改性前酯化率为26.78%,改性后酯化率为56.4%。将改性载体固定化脂肪酶重复10次应用于生物柴油酯化反应上, 10次平均酯化率达50.65%。该改性后的载体固定化脂肪酶牢固,不易脱落重复利用率高。     

钴/碳纤维复合材料的制备及其吸波性能

为解决碳纤维基吸波材料制备方法繁杂、能耗高的问题,以棉纤维为原料,Co2+为金属源,2-甲基咪唑为配体,经配位自组装获得棉纤维表面均匀负载的ZIF-67,复合材料经惰性气氛下高温煅烧得到钴/碳纤维复合材料.结果 表明:随煅烧温度升高,钴纳米粒子结晶度更高,材料的矫顽力和饱和磁化强度增强,铁磁特性明显;煅烧温度有助于碳组...     

CoFe_2O_4/Co_3Fe_7-Co纳米核壳结构的微波吸收性能

利用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的CoFe_2O_4纳米颗粒,再通过H_2热还原法在颗粒表面形成Co_3Fe_7-Co磁性金属纳米壳层,研究不同退火温度、相同还原温度下不同样品的静态和动态磁性.结果表明,还原后样品的饱和磁化强度以及分别代表介电损耗和磁损耗的复数介电常数的虚部和复磁导率的虚部都得到提高,且通过线传输理论计算得到,纳米核壳结构CoFe_2O_4/Co_3Fe_7-Co可有效提高材料的微波吸收性能.     

磁性纳米粒子修饰碳纳米管复合材料对菠菜中9种有机磷农药吸附性能研究

本实验采用了Fe_3O_4纳米粒子修饰碳纳米管得到吸附性能较好的磁性纳米复合材料,利用气相色谱法测定菠菜中9种有机磷农药的含量,并比较了改性介孔碳、石墨烯、活性炭、碳纳米管、Fe_3O_4纳米粒子修饰碳纳米管复合材料和Fe_3O_4纳米粒子等不同吸附材料对菠菜中9种有机磷农药吸附能力。Fe_3O_4纳米粒子修饰碳纳米管磁性纳米复合材料通过透射电镜扫描进行表征,并探讨了Fe_3O_4纳米粒子修饰碳纳米管磁性纳米复合材料对菠菜中9种有机磷农药吸附稳定性和回收率。结果表明,改性碳纳米管对菠菜中9种有机磷农药的吸附能力最强,且稳定性良好和回收率较高,其回收率最大可以达到93.5%。     

2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料的电磁波传输性能研究

采用自由空间法研究不同碳纤维体积分数、不同型号和产地碳纤维的2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料的电磁波传输性能,测试2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料散射参数S,计算其对电磁波的反射损耗、吸收损耗、透射率和反射率。结果表明:2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料在电磁波传输过程中以吸收电磁波为主,最佳吸收波段为Ku波段(12.0~18.0 GHz);碳纤维种类对2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料的吸波性能的影响较小;碳纤维束越粗,2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料吸波性能越好。     

还原氧化石墨烯/四氧化三铁纳米复合物的应用研究进展

还原氧化石墨烯/四氧化三铁(RGO/Fe_3O_4)纳米复合物是一种新型的磁性纳米材料,集Fe_3O_4和RGO的优点于一体,具备高比表面积、高稳定性、超顺磁性等优越的机械、电、热、光学特性,充分展现其在理论研究以及实际应用方面的价值和潜力。本文对近几年RGO/Fe_3O_4磁性纳米复合物材料在磁性固相萃取、锂电子电池、传感器材料、电磁波吸收、催化剂、酶的固定化、药物传输以及磁控开关方面的应用研究进展进行了综述,重点综述了RGO/Fe_3O_4磁性纳米复合材料在磁性固相萃取方面的应用研究,分析对象包括染料、金属离子、农兽药、增塑剂、抗生素以及生物大分子,展现出其在分离富集领域的巨大应用潜力。最后,提出RGO/Fe_3O_4纳米复合材料在研究中存在的问题,并对该材料的研究发展方向进行了展望。     

基于阳离子改性的四氧化三铁的结构与性能优化

为提高空气气氛下阳离子改性的四氧化三铁(Fe_3O_4)的结构与性能,进一步优化了聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)改性的Fe_3O_4的制备工艺。利用X射线衍射仪、粒度分析仪、透射电子显微镜、振动样品磁强计等进行表征与测试,研究了利用化学共沉淀法制备Fe_3O_4纳米粒子的过程中,PDDA在Fe_3O_4晶粒成型的不同阶段进行改性对最终产品质量的影响。结果表明:当PDDA在Fe_3O_4晶粒成型后直接进行改性,其包覆厚度适宜,包覆率约为2.01%;包覆外观均匀,表现为Fe_3O_4纳米粒子均匀分散于PDDA中;得到的磁性复合纳米粒子磁性最强,可高达3.47×10~5A/m。     

基于磁性纳米材料和适配体的荧光传感器检测牛奶中黄曲霉毒素M_1

根据荧光共振能量转移原理,利用磁性纳米材料的磁性分离技术及荧光猝灭能力,构建了基于磁性纳米材料和适配体的荧光传感器,用于高灵敏检测牛奶中黄曲霉毒素M_1(aflatoxin M_1, AFM_1)。标记羧基荧光素(carboxy-fluorescein, FAM)的适配体通过静电作用吸附在Fe_3O_4磁性纳米颗粒表面,并与Fe_3O_4发生能量共振转移,导致荧光猝灭;当体系中存在AFM_1时,适配体与AFM_1特异性识别并形成折叠结构,适配体从Fe_3O_4磁性纳米颗粒表面脱附,使得荧光信号恢复,据此可实现对FAM_1的定量检测。该研究对所制备的Fe_3O_4磁性纳米颗粒进行表征,透射电镜结果表明,Fe_3O_4磁性纳米颗粒粒径在10～15 nm。在优化的实验条件下,该传感器的线性范围为0.05～0.70μg/L,检测限为0.02μg/L。利用荧光传感器检测牛奶中AFM_1的回收率为82.5%～102.3%。     

反应温度对改性Fe_3O_4/聚苯胺涤棉复合材料电磁性能的影响

为屏蔽频率10～100 MHz范围内电磁波的污染,以聚苯胺和Fe_3O_4为功能材料,采用偶联剂KH550改性Fe_3O_4,然后采用原位聚合法制备了不同反应温度下的改性Fe_3O_4/聚苯胺涤棉复合材料,探讨不同反应温度对复合材料屏蔽性能和介电性能的影响。结果表明:当频率为10 MHz,反应温度为25℃时,复合材料的屏蔽效能最大值为12.69 dB;当反应温度为40℃时,复合材料的介电常数实部和介电常数虚部值最大,分别为3.24和0.57;当反应温度为50℃时,复合材料的损耗角正切值最大,为0.19。研究结果可为制备功能性复合材料提供参考。     

磁性纳米Fe_3O_4制备及其应用研究进展

介绍磁性纳米Fe_3O_4的制备方法,包括化学共沉淀法、溶剂热法/水热法、微乳液法、溶胶-凝胶法、微乳液法等,并对制备方法的特点进行阐述;在此基础上对纳米磁性Fe_3O_4在磁流体、复合材料等运用进行论述。     

丝瓜络基碳材料的电磁波吸收性能

为开发具有电磁损耗的新型纤维状电磁波吸收材料,采用天然丝瓜络作为碳质纤维的基材,通过原位杂化将Fe₃O₄负载到纤维的表面和内部孔隙中。借助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、磁滞回线和电磁参数分析等对材料的结构和性能进行表征。结果表明:丝瓜络基碳材料具有特殊的中空结构,生成的Fe₃O₄颗粒在纤维表面和内部孔隙中均匀分布,介电损耗、磁损耗和纤维结构间的协同作用增强了材料的电磁波损耗;当FeCl₃浓度为2 mol/L,处理温度为700 ℃时,在2~18 GHz范围内,厚度为3 mm的试样在9.97 GHz处的电磁波损耗达到了-24.37 dB,在7.33~10.33 GHz频段内电磁波损耗小于-10 dB。丝瓜纤维通过合适的炭化及磁性颗粒负载工艺,可制备出性能优异的电磁波吸收材料。     

磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒的制备及对CW-2细胞膜流动性的影响

目的:制备磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒,并研究其对CW-2细胞膜流动性的影响。方法:以磁性Fe_3O_4纳米微粒为内核,负载具有抑制肿瘤增殖作用的带鱼酶解小肽,通过共沉淀法合成磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒,采用X射线衍射、透射式电子显微镜、原子力显微镜等方法对该纳米粒子结构进行表征;利用荧光偏振法研究该微粒在非磁场与交变磁场中对CW-2人结肠癌细胞膜流动性的影响。结果:共沉淀法合成的磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒呈球形,粒径约10 nm,分布较均匀,颗粒之间有黏连现象,形成缠绕弯曲的线状。与单体磁性Fe_3O_4纳米微粒相比,带鱼酶解小肽的包覆增强了纳米铁微粒的分散稳定性;该粒子最佳使用p H值范围是6.5~9.0,比较适合于在生物体系中应用。细胞膜流动性检测显示24 h时实验组CW-2细胞膜荧光偏振度P值显著减小、平均微黏度η值减小,表明磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒可使CW-2细胞膜流动性增大,作用呈量效关系。结论:磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒在交变磁场中增强了带鱼酶解小肽的抗肿瘤活性。     

生物可用型纳米磁珠的制备和改性研究

纳米磁珠在生物医学领域应用日益广泛,但仍存在尺寸不均、分散性差、改性过程中强磁性难以保持和功能化程度偏低等缺点。为克服上述缺点,首先制备尺寸均匀的Fe_3O_4超细强磁核,再先后利用正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧基硅烷对其进行功能改性,分别得到硅羟基化磁珠Fe_3O_4@SiO_2和氨基化磁珠Fe_3O_4@SiO_2—NH_2,最后研究Fe_3O_4制备及改性过程中其磁性、分散稳定性、功能化程度的影响因素。结果表明,在室温及氮气保护下,氨水量50mL,浓度1mol/L时,Fe_3O_4磁性最强,达到56eum/g,乙醇中稳定分散8d;正硅酸乙酯量0.5mL时,所得硅羟基化磁珠磁性为30eum/g,在乙醇中可稳定分散12d;甲苯中70℃下,所得氨基化磁珠磁性仍有25eum/g,乙醇中可稳定分散14d,且其氨基接枝率达2.306mmol/g,高于文献报道值;因而,该研究所得的改性纳米磁珠具有更好的分散性及更强的磁性,且其表面携带丰富的羟基或氨基活性基团,更易与各种有机活性分子作用,具有广阔的生物医药应用前景。     

Fe_3O_4与聚吡咯对棉织物的防电磁辐射整理及屏蔽效能研究

以Fe_3O_4为磁损耗材料、聚吡咯为导电吸波材料,采用两步法制备了Fe_3O_4/聚吡咯/棉防电磁辐射复合织物。首先利用Fe_3O_4纳米分散液对棉织物浸轧、烘干方式获得Fe_3O_4/棉磁性复合织物,并以此为基底材料,以FeCl_3为氧化剂、对甲苯磺酸为掺杂剂,通过原位聚合制备成磁性Fe_3O_4/聚吡咯/棉电磁屏蔽复合面料。探讨了吡咯单体浓度、氧化剂与掺杂剂浓度等因素对织物电磁屏蔽效能的影响规律,以及整理对棉织物吸湿速干性能的影响。实验结果表明,FeCl_3·6H_2O与C_4H_5N摩尔配比为1︰1,摩尔浓度为0.6 mol/L时具有最佳的电磁屏蔽性能,在30~1 500 MHz内,电磁屏蔽效能值可达15 d B,整理前后棉织物的液态水动态传递综合指数由5级降为2级,即整理削弱了棉织物的吸湿速干性能。