复合磁絮凝剂的制备及其对黄药废水的处理

以磁种(Fe_3O_4)和聚合硫酸铁(PFS)为主原料,通过复配工艺制备新型复合磁絮凝剂(CMF),并将其应用于黄药废水的处理。结果表明:当Fe_3O_4球磨时间为40 h、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和壳聚糖(CTS)在PFS中的添加量分别为480、280和60 g/L时,Fe_3O_4-PDMDAAC-PFS、Fe_3O_4-PVP-PFS和Fe_3O_4-CTS-PFS的沉降时间分别可达248、1035和507 h。当黄药废水初始pH为9、Fe_3O_4-PDMDAAC(240g/L)-PFS和Fe_3O_4-CTS(40 g/L)-PFS中复合絮凝剂投加量分别为180和160 mg/L、Fe_3O_4添加量分别为5%和20%时,与PFS相比,Fe_3O_4-PDMDAAC(240 g/L)-PFS和Fe_3O_4-CTS(40 g/L)-PFS对COD总去除率分别提高17.28%和20.16%,对黄药总去除率分别提高1.91%和2.48%,且Fe_3O_4-PDMDAAC-PFS和Fe_3O_4-CTS-PFS都获得了更快的絮体沉降速度和更密实的絮体结构。     

利用磁性复合材料Fe_3O_4@SDBS@LDHs从水溶液中有效去除灿烂绿（英文）

利用十二烷基苯磺酸钠改性的水滑石(SDBS@LDHs)与磁性粒子Fe_3O_4共沉淀作用,得到Fe_3O_4@SDBS@LDHs磁性复合材料。XRD、FT-IR、SEM/EDS等表征结果表明,Fe_3O_4@SDBS@LDHs的分散性得到了提高,SDBS对LDHs的改性在LDHs层板表面进行。在吸附平衡后,磁性复合材料对灿烂绿的吸附量达到329.1 mg/g。热力学参数表明,吸附过程为自发吸热反应,且温度越高,反应速率越快。吸附过程的热力学符合Langmuir等温吸附模型,属于单分子层吸附;吸附动力学符合准二级动力学模型。吸附剂在4次循环后仍具有较好的吸附能力。此外,磁性复合物更容易从水溶液中分离。这表明,在环境应用方面Fe_3O_4@SDBS@LDHs可以作为一种潜在的吸附剂从水溶液中去除灿烂绿。     

PVP对石墨烯/Fe3O4复合吸波材料形貌及吸波性能的影响

目的研究分散剂PVP对Fe_3O_4在石墨烯表面分散性的影响,以获得吸波性能良好的吸波材料。方法采用溶剂热法制备石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料,通过扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、X射线光电子能谱、矢量网络分析仪等对石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料进行表征,并研究了PVP添加与否在石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料形貌及吸波性能的影响。结果添加PVP后的石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料与未添加PVP的相比,Fe_3O_4在石墨烯表面的团聚现象明显减少,尺寸显著减小。通过计算机模拟反射率,未添加PVP的石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料在匹配厚度d=2.00 mm时,在16.25 GHz处达到最大反射损耗-18.79 dB,复合材料反射损耗小于-10 dB的频带宽度可达4.1 GHz。添加PVP的复合材料在匹配厚度d=2.00 mm时,在16.25 GHz处达到最大反射损耗-25.88 dB,复合材料反射损耗小于-10 dB的频带宽度可达4.5 GHz,相比未添加PVP的复合吸波材料,反射损耗小于-10 dB的频带宽度增加0.4 GHz,最大反射损耗提高7.09 dB。结论 PVP能提高Fe_3O_4在石墨烯表面的分散性,并在石墨烯表面形成良好的导电网络,使复合材料的吸波性能明显提升。     

超顺磁性还原氧化石墨烯/Fe_3O_4空心球纳米复合材料的合成、表征及性能研究（英文）

采用一种简单有效的静电自组装的方法成功合成出还原氧化石墨烯包覆Fe_3O_4空心球纳米复合材料(r-GO/Fe_3O_4)。运用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、红外-可见光谱(FT-IR)以及拉曼光谱等手段对合成出的产物进行了系统的表征。r-GO/Fe_3O_4纳米复合材料表现出优良的超顺磁性,室温下的饱和磁化强度高达70.2A·m~2·kg~(-1),并且在外加磁场下可以快速在水溶液中实现分散和分离。较高的饱和磁化强度和优良的水分散性使得这种新型的r-GO/Fe_3O_4纳米复合材料在包括磁共振成像、生物传感器、通信以及微波吸收等领域具有一定的应用价值。     

以PEG为分散剂从废绿矾中回收Fe_3O_4（英文）

以CaOH为沉淀剂通过共沉淀从绿矾溶液中回收Fe_3O_4,研究分散剂PEG对Fe_3O_4磁分离的影响。结果表明,分散剂PEG对Fe_3O_4的回收有显著影响。在Fe_3O_4制备过程中添加PEG不利于Fe_3O_4的回收。当PEG-6000浓度从0增加到8 g/L时,Fe_3O_4产品的铁品位从65.58%降至57.79%,中值粒径从2.35μm降至1.35μm。然而,在混合产物的湿磨过程中添加PEG可促进随后的Fe_3O_4回收。当PEG-200用量从粉末质量的0%增加到4%时,Fe_3O_4产物中铁的品位从65.58%升高到68.32%。当PEG-200用量为4%时,改变PEG相对分子质量从200增加到20000,Fe_3O_4产物中铁品位从68.32%降至66.70%。     

磁性Fe3O4/活性炭对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

目的获得吸附性能、磁分离性能和再生性能较佳的磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂(MAC)。方法通过化学共沉淀法制备出磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂。采用X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对活性炭进行表征。使用磁性Fe_3O_4/活性炭吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ),考察吸附剂用量、吸附pH值和吸附时间对吸附性能的影响,并研究了吸附动力学模型。利用磁铁对磁性Fe_3O_4/活性炭进行了回收。结果制备的磁性Fe_3O_4/活性炭中含有纯度较高的立方相磁性Fe_3O_4粒子。在温度为25℃、pH=3、吸附时间为120 min、吸附剂用量为0.15 g时,对Cr(Ⅵ)的去除率最高,达到了97.44%,吸附动力学符合拟二级动力学模型。电镀废水中共存阳离子会使吸附性能增强,共存阴离子会使吸附性能降低。磁性Fe_3O_4/活性炭的回收率达93.58%,6次解吸-再生后,吸附量仍较高,为27.17 mg/g。结论磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂对电镀废水中的Cr(Ⅵ)具有较高的去除率,吸附剂回收方法简单,回收率高,具有较好的应用前景。     

A facile synthesis of magnetite single-crystal particles by employing GO sheets as template for promising application in magnetic fluid

It was reported a facile strategy to fabricate magnetite(Fe_3 O_4)single-crystal particles with critical single-domain size by employing graphene oxide(GO)sheets as template.In this method,the small-sized Fe_2 O_3 nanoparticles were first synthesized,and then low-temperature annealing under H_2 would convert them into large-sized Fe_3 O_4 single-crystal particles.The synthetic particles with an average size of 100 nm exhibit high saturation magnetization(M_s)of 0.085 A·m~2·g~(-1),which is very close to theoretical value,being among the highest values in ever reported for Fe_3 O_4 made from chemical methods.On this basis,the small-sized Fe_3 O_4 particles(average size of 30 nm)were also fabricated by coating with Na_2 CO_3 shell.     

Fe3O4@SiO2磁性复合微球的制备与表征

采用化学共沉淀法制备Fe_3O_4颗粒,在其制备过程中控制Fe_3O_4核的长大时间,加入油酸钠作为表面修饰剂来控制Fe_3O_4核的尺寸,然后加入正硅酸乙酯(TEOS)生成纳米级Fe_3O_4@SiO_2复合纳米粒子和亚微米级Fe_3O_4@SiO_2复合微球。通过X射线衍射、透射电镜、能谱分析和红外光谱分析证实Fe_3O_4颗粒表面包覆有SiO_2,并研究了复合粒子的形貌和成分组成,然后进行了磁性能分析。结果表明,Fe_3O_4纳米颗粒、Fe_3O_4@SiO_2复合纳米粒子和亚微米级Fe_3O_4@SiO_2复合微球的饱和磁化强度分别为79.95、34.85和61.51 A·m2/kg,对应的剩磁分别为1.73、1.05和3.07 A·m2/kg,矫顽力分别为1083、755和2002 A/m,亚微米级复合微球的剩磁和矫顽力都显著增大。     

Fe_2SiO_4熔化原位观察及组织形貌研究

以含硅1.21 wt%低碳钢为研究对象,采用电子背散射扫描(BSED)、能谱仪(EDS)、激光共聚焦显微观察(LSCM)分析了该钢种氧化铁皮的组成、Fe_2Si O_4/Fe O的组织以及Fe_2Si O_4相的熔化。结果表明:低碳钢氧化铁皮主要由三层结构组成,外层主要为Fe_2O_3,中间层以Fe_3O_4和Fe O为主,内层为共晶化合物Fe_2Si O_4/Fe O。此外,Fe O以弥散分布的颗粒状分布在基体Fe_2Si O_4中。同时,原位观察试验验证了Fe_2Si O_4相的理论熔化温度约为1173.9℃,而且,Fe_2Si O_4相的熔化温度与硅元素含量无关。     

Fe_3O_4/壳聚糖/纳米石墨微片纳米复合材料的制备和表征

采用原位水热法制得Fe_3O_4/壳聚糖/纳米石墨微片纳米复合材料。研究实验过程中水热反应时间对复合材料制备的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)及热失重分析仪(TGA)等测试手段对制得的复合材料样品进行了表征。XRD结果表明,实现了Fe_3O_4/壳聚糖/纳米石墨微片纳米复合材料的制备。水热反应时间对复合材料的形貌产生明显影响,水热反应时间有利于促进壳聚糖炭化,四氧化三铁均匀分布在纳米石墨微片片层上。采用FTIR和TG对壳聚糖的炭化程度进行表征,表现为热失重由36%降低到32%。     

应用Fe_2O_3和TiO_2金属热还原进行添加TiB_2和TiC的FeAl/Al_2O_3复合材料的燃烧合成（英文）

通过Fe_2O_3和TiO_2金属热还原自蔓延高温合成(SHS)制备添加TiB_2/Al_2O_3 and TiC/Al_2O_3陶瓷相的铁铝基金属(FeAl)复合材料。反应物粉末包括铝热剂0.6Fe_2O_3+0.6TiO_2+2Al以及元素铁、铝、硼与炭黑。复合材料成分为x FeAl-0.6TiB_2-Al_2O_3 (x=2.0～3.6)和y FeAl-0.6TiC-Al_2O_3(y=1.8～2.75)。当复合材料中FeAl含量增加时,燃烧反应的放热量下降,最终两组燃烧反应的可燃极限分别为x=3.6和y=2.75。根据燃烧波的动力学分析,合成两种FeAl复合材料的反应活化能为Ea=97.1and101.1kJ/mol。从产物的XRD分析可确认生成FeAl/TiB_2/Al_2O_3和FeAl/TiC/Al_2O_3复合材料。SEM显示FeAl为致密多晶结构,而陶瓷成分TiB_2、TiC和Al_2O_3呈微米颗粒状分散于复合材料中。合成的FeAl-TiB_2-Al_2O_3和FeAl-TiC-Al_2O_3复合材料的硬度为12.8～16.6GPa,断裂韧性为7.93～9.84 MPa·m~(1/2)。     

铁酸钠对含铁矿物碳热还原过程铁粒形成的影响

通过热力学计算、动力学试验以及还原产物微观形貌扫描电镜分析,研究Na_2O·Fe_2O_3在Fe_2O_3/MgFe_2O_4-Na_2CO_3-C还原体系中的作用。结果表明:在该体系中,Na_2CO_3与Fe_2O_3或MgFe_2O_4快速反应生成更易被碳还原的Na_2O·Fe_2O_3,从而降低还原反应的起始温度,并加速反应的进行;Na_2O·Fe_2O_3还能促进含铁矿物碳热还原过程中铁晶粒的长大,有利于后续铁矿物的磁选分离。     

Fe_2O_3/TiO_2纳米复合材料对304不锈钢的光生阴极保护性能

采用化学浴法在阳极氧化的TiO_2纳米管表面沉积Fe_2O_3,制备Fe_2O_3/TiO_2纳米复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等手段对材料的形貌、晶相、成分、光响应性等进行表征。通过测试可见光下开/闭光时的开路电位(OCP)、光致激发电流(i-t)、电化学阻抗谱(EIS)等研究复合材料的光电性能。结果表明,Fe_2O_3纳米颗粒的修饰能增加TiO_2纳米管对可见光的利用效率,增强阴极保护性能。0.05 mol/L Fe(NO_3)_3制备的Fe_2O_3/TiO_2纳米复合材料在可见光下,耦联304不锈钢后光生电位达-740mV,比纯TiO_2纳米管低约300 mV,对304不锈钢起到更好的阴极保护效果。     

石墨烯/NiZn铁氧体软磁复合材料的制备及吸波性能的研究

采用静电纺丝法制备不同成分的NiZn铁氧体纳米纤维,然后采用超声法将其与还原氧化石墨烯(RGO)溶液合成得到石墨烯/Ni_xZn_((1-x))Fe_2O_4(x=0,0.3,0.5)软磁复合材料,并使用XRD、SEM和VNA(矢量网络分析仪)等设备对其吸波性能进行表征。实验结果表明:x=0.5时,石墨烯/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4复合材料在6.28GHz频率下的反射损耗(RL)可达极值-41.51dB,与其相对应的试样厚度仅为4.0mm,且低于-10dB的频宽可达2.53GHz。由于RL值低于-10dB表示超过90%的入射电磁波可以被吸收,故石墨烯/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4复合材料具有较好的吸波性能。     

GX40CrNiSi25-20奥氏体不锈钢的高温氧化性能研究

采用不连续恒温氧化增重法研究了GX40CrNiSi25-20奥氏体不锈钢在不同温度和氧化时间条件下的抗高温氧化性能。结果表明,其氧化动力学曲线遵循抛物线规律。试样在700℃、900℃、1100℃下氧化100h后,其氧化增重分别为0.143mg/cm~2、0.323mg/cm~2和0.813mg/cm~2;表面氧化程度随着氧化温度的增加逐渐增大;氧化膜的主要物相分别为NiO、Fe_(0.98)O、Cr_2O_3和Fe_(0.64)Ni_(0.36)奥氏体相,Fe_2O_3、Fe_3O_4、Cr_2O_3和尖晶石结构(FeCr_2O_4、NiCr_2O_4),以及Fe_2O_3、FeO、Cr_2O_3和尖晶石结构。生成的Cr_2O_3和尖晶石结构等产物使材料具有良好的高温抗氧化性能。     

氨基与羧基对Fe_3O_4纳米颗粒合成的影响

使用共沉淀法利用含有氨基的壳聚糖、含有羧基的柠檬酸钠调控合成了原位包覆的Fe_3O_4纳米颗粒,并研究了氨基与羧基在调控合成Fe_3O_4纳米颗粒方面的规律及机理.通过改变氨基、羧基的用量可实现不同尺寸Fe_3O_4纳米颗粒的可控合成.此外氨基与羧基的共同调控可合成粒度约10 nm的Fe_3O_4纳米颗粒.     

常压低温冷等离子体还原Fe2O3的研究

目的研究常压低温冷等离子体还原过程中气体常量对Fe_2O_3还原过程的影响。方法采用冷压成形后高温烧结的方式制备Fe_2O_3试样块,利用射流型常压冷等离子体还原铁基氧化物,通过X射线衍射仪分析还原前后的物相,用扫描电镜观察还原前后的微观形貌,讨论了还原过程中气氛的作用和影响。结果等离子体的还原能力取决于还原气体的成分与含量,其中氮等离子体在常温常压条件下无法还原Fe_2O_3,氨气+氮气混合气体为工作气体的常压低温冷等离子体能将Fe_2O_3还原成Fe_3O_4和金属Fe,还原能力随着氨气含量的增加而增强,还原速率随着氨气含量的增加而下降。氨气在等离子体中可产生多种还原性物质,如N_2H_4、H和H_2*等,能将Fe_2O_3还原,且过程表现为过渡还原,即Fe_2O_3先被还原成Fe_3O_4,再被还原成金属Fe。结论常压低温冷等离子体中的电子与热效应无法还原Fe_2O_3,添加氨气后的等离子体中产生了一系列的活性物质,才能还原金属Fe表面的氧化物。     

FeYO3/Y2O3∶3％Eu3+,5％Tb3+纳米磁性粉体的制备

以Fe_3O_4粉体,Y_2O_3∶3%(摩尔分数)Eu~(3+), 5%(摩尔分数)Tb~(3+)粉体和三聚氰胺为原料,采用微波烧结法制备FeYO_3/Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)复合粉体,利用X射线衍射仪(XRD)对各种粉体的结构进行分析,利用扫描电镜(SEM)对复合粉体的形貌进行观察,并利用振动样品磁强计对复合粉体的磁学性能进行测试。结果表明:复合粉体均呈针状,长度和细度均为纳米级;当Fe_3O_4,Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)和三聚氰胺摩尔比为1∶3∶4时,所制备的FeYO_3/Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)粉体磁力最强,饱和磁化强度为3.852 emu·g~(-1),剩余磁化强度为0.6 emu/g,矫顽力为232 Oe。     

Fe2O3在钛合金干滑动磨损及摩擦层形成中的作用

通过在Ti6Al4V合金滑动界面人工添加Fe_2O_3纳米颗粒及其与TiO_2、MoS_2的混合物,试图促进含Fe_2O_3摩擦层在室温下的快速形成;研究了Fe_2O_3、TiO_2、MoS_2在钛合金滑动过程中的作用,并探讨Fe_2O_3相对含量对钛合金磨损行为及磨损机制的影响。结果表明:干滑动下的Ti6Al4V合金耐磨性较差,磨面添加的TiO_2进一步加速磨损,MoS_2一定程度上降低了磨损但并不显著,而Fe_2O_3完全抑制磨损但增大了摩擦系数。高载下,富TiO_2、MoS_2颗粒并不能形成摩擦层,反而聚集在磨面犁沟或者凹坑处,而富Fe_2O_3则容易形成致密的摩擦层覆盖于磨损表面,这证实了钛合金高温耐磨性的改善是由于Fe_2O_3的出现。混合MoS_2+80%(质量分数)Fe_2O_3形成的摩擦层,兼具MoS_2的润滑性和Fe_2O_3的承载能力,给Ti6Al4V合金带来最佳的摩擦磨损性能。     

新型(FeCoCrMnCuZn)3O4高熵氧化物的制备及表征

采用简易的固相反应法制备了(FeCoCrMnCuZn)_3O_4高熵氧化物粉体,采用XRD、SEM、TEM、XPS等方法对其进行表征。结果表明,随着煅烧温度的升高,Fe_2O_3、Cr_2O_3、MnO_2、CuO和ZnO相继固溶进尖晶石结构中;最终,在800℃煅烧2 h可得到单一尖晶石结构(面心立方,Fd-3m)的(FeCoCrMnCuZn)_3O_4氧化物,且各元素在晶粒内分布均匀,为典型的高熵氧化物特征。对合成的高熵氧化物(FeCoCrMnCuZn)_3O_4粉体进行电化学性能分析发现,当电流密度为1 A/g时,质量比电容为152.9 F/g。