磁性固体酸催化剂Fe3O4/C-SO3H制备及表征

以四氧化三铁为磁核,生物质碳（葡萄糖、淀粉、蔗糖）为原料,采用先制备Fe₃O₄/C,再对其进行磺化的方法制备磁性碳基固体酸催化剂Fe₃O₄/C-SO₃H。以辛基葡萄糖苷的合成反应为探针,考察生物质碳种类、碳化温度、碳化时间、酸种类、磺化温度和磺化时间等因素对葡萄糖转化率和催化剂酸含量的影响。利用FT-IR、XRD、TG、SEM和振动样品磁强计（简称VSM）等对催化剂进行表征。结果表明Fe₃O₄/C-SO₃H的最佳制备条件为：以淀粉为生物质碳源,其用量为m（Fe₃O₄）∶m（淀粉）=1∶10,碳化温度为190℃,碳化时间为8 h,以对甲苯磺酸为磺酸源,其质量比为m（Fe₃O₄/C）∶m（对甲苯磺酸）=1∶0.6,磺化温度为250℃,磺化时间为4 h。在上述条件下,催化剂酸含量为1.17 mmol/g,葡萄糖转化率为97.9%。表...     

多孔Al2O3/SiC、MoSi2/SiC复合材料的制备及吸波性能

以Si、Al₂O₃、MoSi₂微粉和生物竹材为原料,采用包埋烧结法分别制备出SiC多孔材料、Al₂O₃/SiC、MoSi₂/SiC复合材料。采用XRD、SEM及波导法测试其物相组成、显微结构及吸波性能。结果表明：MoSi₂/SiC复合材料的厚度为2 mm时有明显的吸波特性,有效吸收带宽在X波段的9.65~12.4 GHz频率范围内达2.75 GHz,且最低反射损耗为-38.27 dB。Al₂O₃/SiC复合材料孔道内的Al₂O₃与SiC晶须交缠,形成大量电偶极矩,产生介电损耗;MoSi₂/SiC复合材料除介电损耗外还存在电阻损耗,使得复合材料电磁损耗增加,是较有前途的结构功能吸波材料。     

NiCo2O4材料的制备方法及改性研究进展

介绍了NiCo₂O₄材料的制备方法,主要包括水热/溶剂热法、溶胶凝胶法、静电纺丝法等。讲述了NiCo₂O₄材料在应用过程中存在的问题及改性方法,差的循环稳定性、低能量密度和功能密度在很大程度上限制其实际应用,因此多种改性方法被研究,其改性主要通过改变材料结构以及包覆和掺杂导电物质两大类,并对NiCo₂O₄材料的发展应用进行展望。     

泡沫镍基三维空心球CoFe2O4@NF复合材料的制备与析氧性能研究

为降低电解水阳极的析氧反应过电位,采用一步水热法制备了泡沫镍基钴铁混合氧化物（CoFe₂O₄@NF）复合材料。采用XRD、SEM、TEM和XPS等方法对复合材料进行表征,并利用三电极体系对其电解水析氧催化性能进行了测试。结果显示：CoFe₂O₄以颗粒的形式聚集成空心球结构生长于泡沫镍基底上,其中空心球的直径大约4 μm,而CoFe₂O₄的粒径约为40 nm左右。在1 mol·L^-1 KOH溶液中,CoFe₂O₄@NF复合材料仅需293 mV的过电位即可达到20 mA·cm^-2的电流密度,Tafel斜率为51 mV·dec^-1。经过1 000次循环伏安扫描和10 h电流时间曲线测试后,其析氧性能依旧保持高稳定性,在析氧催化材料领域有着广阔的研究前景。     

基于氧化铁/生物质碳复合材料的高性能超级电容器研究

为改善碳材料比电容低的问题以及氧化铁（Fe₂O₃）导电性和循环稳定性差的问题,采用氧化铁修饰生物质衍生碳（ATC）表面制备氧化铁/生物质碳（Fe₂O₃/ATC）复合材料,通过氧化铁和生物质衍生碳的协同效应使复合材料获得更高的比电容和更好的稳定性。利用扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、拉曼（Raman）光谱等技术手段对样品进行了表征。结果表明,制备的复合材料存在一定的孔隙结构,氧化铁纳米粒子被锚定在碳表面。当氧化铁和生物质衍生碳的质量比为1:1时,制备的复合材料具有最优的电化学性能,在3.0 mol/L氢氧化钾溶液中显示出430.8 F/g（电流密度约为1.0 A/g）的高比电容,电流密度增大20倍时电容保持率大于60%。将其作为负极构建的不对称超级电容器具有较高的电压窗口（0~1.6 V）,并且实现了39.1 W·h/kg的高能量密度;同时表现出优异的循环稳定性,在电流密度为10 A/g下循环5 000次后拥有111%的电容保持率。     

DMFC阳极催化剂用GRQD-NiCo2O4复合物的制备与电催化活性分析

采用水热法制备GRQD-NiCo₂O₄复合物,利用XRD、SEM及TEM分析其微结构,并探讨其作为DMFC阳极催化剂使用时的电化学性能。微结构分析表明所得GRQD-NiCo₂O₄复合物皆为具NiCo₂O₄单一相的尖晶石结构,且GRQD质量浓度高于0.25 g/mL后表面形貌将转变GRQD与NiCo₂O₄相互结合的状态。电化学分析表明添加GRQD可有效增强NiCo₂O₄的导电性并提升其电化学稳定性,其中GRQD质量浓度为0.25 g/mL时所得样品经500次循环测试后电流密度约为77.5 A/g,与循环5次后相比其电流密度剩余量最大（约为69.7%）,该样品作为DMFC阳极催化剂使用时性价比最佳。     

FeSe2/RGO复合材料的制备与电磁波吸收性能分析

本文通过溶剂热反应法在还原石墨烯表面生长了Fe Se₂,制备出性能稳定的Fe Se₂/RGO复合材料。利用矢量网络分析仪测试电磁参数并通过计算发现,当匹配厚度达到3mm时,在7.52GHz处出现最佳反射率为-42.78dB,证明该复合材料在C波段(4～8GHz)有良好的吸收性能。进一步说明Fe Se₂/RGO复合材料具备良好的电磁波吸收性能,是一种性能优异的电磁波吸收材料。     

用于水中有机污染物处理的Co3O4/TiO2/多孔炭复合材料

具有高吸附、强降解、易回收特性的新型功能材料在治理水中有机污染物上具有广泛的应用前景。本研究以多孔Ti基MOF材料NH₂-MIL-125(Ti)为前体,通过后修饰方法在孔洞中引入Co²⁺,再通过高温炭化制备得到Co₃O₄/TiO₂/多孔炭复合材料,并通过多种手段对复合材料进行了表征。实验用甲基橙模拟水中有机污染物,研究了复合材料对甲基橙的吸附性能、光催化降解性能及回收再利用能力。研究结果表明复合材料对甲基橙的吸附过程符合准二级动力学方程,其吸附能力随着复合材料中Co₃O₄含量先增加后减小,C120（5.23% Co₃O₄/48.72%TiO₂/多孔炭）具有最强的平衡吸附量,达到273.22mg/g_sample。同时该样品对甲基橙也具有较强的光催化降解能力,并且由于Co₃O₄的强磁性,可以很容易地通过外磁场从水中分离。本工作为应用于有机废水处理的新型功能材料的开发提供了实验依据。     

Fe2O3/CoFe2O4复合光催化剂的制备及性能研究

本文以硝酸钴和氯化铁为主要原料制备了Fe₂O₃∕CoFe₂O₄复合光催化材料。利用X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-VIS)对样品的结构和光吸收性能进行了表征。并在可见光照射下,通过催化降解罗丹明B(RHB)溶液考察各催化材料的催化效果。结果表明,制备的复合催化材料是以CoFe₂O₄为主的面心立方尖晶石结构。在反应时间为8.5 h、反应温度为135℃和煅烧温度为500℃时,制备的Fe₂O₃复合量为3%的复合催化剂性能最好,光催化降解2 h后,罗丹明B降解率可达到96.62%。     

Sb离子对ZnFe2O4基陶瓷导电性能的影响

铁酸锌(ZnFe₂O₄)属于正尖晶石结构,作为一种重要的金属氧化物,是典型的半导体材料。由于其独特的结构性能,包括有序的晶体结构、大的表面积和稳定性,已广泛应用于磁性材料、锂电池电极材料、气敏材料等。ZnFe₂O₄及其复合材料具有良好的窄带隙及的可见光响应,也是光催化方向具有潜力的材料之一。然而,关于NTC热敏陶瓷的研究却鲜有报道。因此,利用固相法制备Sb掺杂ZnFe₂O₄陶瓷,对陶瓷样品的物相和微观组织进行表征,研究其电性能。     

Co3O4/Fe3O4/MXene复合纳米结构的电磁波吸收性能调制

在电子设备快速发展和广泛使用的今日，电磁波辐射日益严重，影响了电子设备的正常运行及人类的身体健康。为了解决这个问题，选择具有特殊层状结构、高导电率和介电损耗性能极佳的二维材料MXene与磁性铁氧体复合，通过改进的两步法水热-溶剂热法制备棒状Fe₃O₄。为了进一步提高铁氧体的磁损耗性能，采用高温液相还原法将Co₃O₄附着在其表面，之后将不同比例的Co₃O₄/Fe₃O₄通过静电自组装的方式与MXene复合。经过电磁参数和性能的测试与计算，得到了Co₃O₄/Fe₃O₄/MXene复合材料，当其中的Co₃O₄/Fe₃O₄添加比例为25%时，在14.9 GHz频段，有着最高的RL值，厚度为8.5 mm，最佳RL值达到-49 dB,EAB为1.1 GH...     

介孔CoMn2O4/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其超级电容性能

采用共沉淀法制备了CoMn₂O₄/还原氧化石墨烯(CoMn₂O₄/rGO)复合电极材料,并研究了石墨烯含量对CoMn₂O₄/rGO复合材料形貌、微观结构及电化学性能的影响。结果表明:CoMn₂O₄纳米颗粒沉积在石墨烯纳米片的表面,随着石墨烯含量的增加,CoMn₂O₄纳米颗粒在r GO表面的分布逐渐均匀,聚集现象消失。CoMn₂O₄/rGO具有高的比表面积及优良的电化学性能,其中CoMn₂O₄/rGO20 (rGO质量分数为20%)电容性能最好,在电流密度1 A/g时具有1 420 F/g的比电容。CoMn₂O₄/rGO30(rGO质量分数为30%)的倍率性能和循环稳定性能最好。2 000次充放电后,样品CoMn₂O₄/rGO30在5 A/g时的比电容保持率为94%,样品CoMn₂O₄的比电容保持率为78%。     

锂离子电池负极用多孔碳包覆Li4Ti5O12复合材料的制备及电化学性能

利用水热合成和高温活化处理对Li₄Ti₅O₁₂进行多孔碳包覆复合改性实验,制备了Li₄Ti₅O₁₂@porous-C复合材料,研究了复合材料微观结构和电化学性能。结果表明:Li₄Ti₅O₁₂完全被包覆在多孔碳层中,同时,Li₄Ti₅O₁₂@porous-C复合材料表面碳层孔洞分布均匀,碳层厚度约为（8.5±3.6） nm。其首次放电比容量为363 m Ah/g,约为纯Li₄Ti₅O₁₂放电比容量的2倍;交流阻抗值降低,仅为纯Li₄Ti₅O₁₂的阻抗值的一半;Li₄Ti₅O₁₂@porous-C复合材料在循环200周后的放电比容量为2...     

多元复合Co3O4/g-C3N4光催化性能研究进展

Co₃O₄/g-C₃N₄材料是一种可见光复合光催化材料，但很难同时满足理想光催化剂的诸多要求，限制了其实际应用能力。本文梳理了国内外利用金属粒子、金属氧化物、金属基材料、碳材料和磁性Fe₃O₄等对Co₃O₄/g-C₃N₄复合改性的研究进展，介绍了其制备方法、应用、光催化增强机理等。本文将对后期Co₃O₄/g-C₃N₄光催化剂的改性研究提供参考，以期获得性能更优的复合材料。     

还原的氧化石墨烯/CoFe2O4的膜分散-水热法制备及其吸波性能

基于双膜分散技术与水热法相结合的思想,在较低温度条件下,短时间内合成了还原的氧化石墨烯(rGO)/CoFe₂O₄纳米复合材料,并研究了rGO/CoFe₂O₄的吸波性能。通过 XRD、SEM、EDS、TEM、TG/DSC、IR测试手段对rGO/CoFe₂O₄进行表征,采用矢量网络分析仪测定了复合材料在2~18GHz范围内复介电常数和复磁导率的变化,并利用计算机模拟材料在不同厚度下电磁波的衰减性能。结果表明:在透明绢丝状石墨烯的表面及边缘负载了粒度均匀的纳米CoFe₂O₄粒子;单一纳米CoFe₂O₄的反射率损耗为-3.59dB。而mCoFe₂O₄:mGO为10:7的样品的吸波层厚度在2~3mm之间变化时,微波吸收效果显著增强,厚度为3mm时,出现最大微波衰减值-9.2dB,并且微波吸收峰随着吸波层厚度的增加而向低频移动。相比于单一纳米CoFe₂O₄粉体,rGO/CoFe₂O₄纳米复合材料对电磁波的吸收效果有了大幅度的提高。     

利用煤矸石制备Fe3O4和Fe负载的微波吸收材料

为了实现固废煤矸石的有效资源化利用,本文利用煤矸石设计合成了负载Fe₃O₄和Fe的陶瓷复合微波吸收材料。实验主要包括煤矸石的造粒成球、液相负载Fe³⁺及焙烧过程,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和扫描电镜(SEM)对样品的物相与微观结构进行了分析表征。结果表明,前驱体溶液经过分解反应、碳热还原反应转化为Fe₃O₄和Fe,原位负载于煤矸石基体上,并显现铁磁特性。借助矢量网络分析仪测试样品的电磁参数,基于传输线理论分析评价其微波吸收性能。由于良好的阻抗匹配与衰减特性,复合材料FeG700体现出良好的吸波能力,在涂层厚度为1.5 mm时,最低反射损耗值为-20.1 dB,有效吸收带宽可达4.1 GHz。本研究不仅有助于实现微波吸收材料制备的低成本化,重要的是为固废煤矸石的综合利用提供了借鉴。     

NiCo2S4/g-C3N4柔性叉指型超级电容制备与电化学性能

近年来,随着柔性电子的快速发展,制造柔性、微型、大面积和低成本的储能器件得到了极大的关注。以六水硝酸镍/钴为原料、硫脲为硫化剂、引入热解g-C₃N₄,通过一步溶剂热制备Ni Co₂S₄/g-C₃N₄纳米复合材料。采用掩膜版将调配的Ni Co₂S₄/g-C₃N₄油墨印刷在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯基底形成叉指结构电极,继而涂覆凝胶电解质组装成柔性叉指型超级电容器。结构和电化学性能研究表明：Ni Co₂S₄纳米晶分布生长在g-C₃N₄纳米片层表面,引入的g-C₃N₄起到增强NiCo₂S₄充放电过程中的电荷传输及容纳其体积膨胀的作用,复合材料电极在10 m A/cm²的电流密度下面积...     

ZIF-67衍生Co3O4/g-C3N4复合材料光催化降解盐酸四环素废水的研究

将ZIF-67与g-C₃N₄按一定质量比复合制备Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化材料,并以此来提高Co₃O₄的光催化性能。利用XRD、SEM和FT-IR对复合材料结构、性能和元素分布进行表征。结果表明,当盐酸四环素(TC-HCl)质量浓度为3 mg/L、质量分数为3%的Co₃O₄/g-C₃N₄投加量为15 mg且pH为中性时,催化剂光催化性能最佳,90 min降解盐酸四环素效率达到了91.1%。3%Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化剂重复使用5次后,其降解率仍可达到88.5%,表明该材料具有一定的光催化稳定性和重复利用性。体系自由基捕获实验证明,产生了·O^-₂、h⁺、·OH...     

Fe3O4/黄麻多孔生物炭的制备及对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

以黄麻作为碳源，通过硝酸铁改性一步制备了Fe₃O₄生物质碳材料。利用SEM、XRD和SQUID技术手段对其进行测试，并研究磁性多孔炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。2 h内水中六价铬离子的去除率可达97%以上。黄麻廉价易得，磁性多孔碳制备方法简便，对Cr(Ⅵ)吸附效果良好，且有较高饱和磁化强度(41.00 emu/g),便于后续在外加磁场下分离以便重复利用和减少二次污染，吸附脱附后吸附率仍在90%以上。     

颗粒Co3O4-g-C3N4吸附剂的制备及其对甲基橙的吸附性能研究

本文采用简单的一步热聚合法制备了钴掺杂碳基材料Co₃O₄-g-C₃N₄,并对其作为吸附剂的性能进行研究。所制备的材料通过XRD、XPS、BET对晶体结构、形貌、价态分布、比表面积以及孔径分布进行表征分析,实验以甲基橙为目标污染物进行吸附,其最大平衡吸附容量为118.83mg/g。Co₃O₄-g-C₃N₄吸附剂对甲基橙溶液吸附的动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温线。