NiFe_2O_4@TiO_2/RGO光催化剂的制备及催化性能研究

采用水热法成功制备了NiFe_2O_4@TiO_2/RGO纳米复合材料,考察了氧化石墨烯(GO)掺杂量对复合材料晶型、形貌、磁性能、热性能和光吸收性能的影响,并研究了复合材料对甲基橙的光催化降解性能,探讨了降解机理。结果表明,随着GO掺杂量的增加,NiFe_2O_4@TiO_2/RGO的比饱和磁化强度逐渐下降,但依然展示出超顺磁性;掺杂10%GO的NiFe_2O_4@TiO_2/RGO纳米复合材料具有优异的光吸收性能,紫外光照射90 min,其对甲基橙的脱色率达到98%。NiFe_2O_4@TiO_2/RGO纳米复合材料是性能优异的可回收光催化剂。     

核壳结构NiFe_2O_4/ZnO磁性纳米微球的制备及可见光催化性能研究

通过水热法制备铁氧体NiFe_2O_4磁性纳米微球,并以此为核包覆ZnO,成功制备了核壳结构NiFe_2O_4/ZnO磁性纳米微球,利用震动样品磁强计(VSM)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分别表征其磁性、晶体形态、形貌特点。结果表明,ZnO均匀地包覆在NiFe_2O_4表面,磁性纳米微球粒径在300~400nm之间,比饱和磁化强度达55.0emu·g~(-1)。光催化模拟废液脱色实验表明,光照射120min后脱色率高达90%,磁性纳米微球重复利用6次后,脱色率依然保持在77%。核壳结构NiFe_2O_4/ZnO磁性纳米微球具有较好的可见光催化性能,并可以重复利用。     

铁酸镍在膨胀阻燃聚乳酸复合材料中的作用

利用水热法制备了铁酸镍(NiFe_2O_4)纳米粒子,基于生物可降解材料聚乳酸(PLA)的易燃性,将NiFe_2O_4纳米粒子作为协效剂与膨胀型阻燃剂(IFR)复配,应用于PLA的阻燃改性。结果表明,所有的PLA复合材料均达到UL-94 V-0级别,LOI显著提高至39%以上;NiFe_2O_4纳米粒子有助于PLA膨胀阻燃体系形成更为膨胀和相对致密的炭层,明显提高炭渣中有序化炭的含量,有效提高PLA膨胀阻燃体系的初始降解温度,并显著提高其成炭量。因此,NiFe_2O_4纳米粒子在PLA膨胀阻燃体系中具有良好的协效作用,能够显著提高PLA膨胀阻燃体系的热稳定性和阻燃性能。     

糖精废水中铁的回收与纳米NiFe_2O_4的制备研究

以糖精废水中的铁为铁源,采用水热合成技术,利用硫酸镍与之反应合成纳米NiFe_2O_4,实现了糖精废水中铁的回收利用。以磁性纳米材料中NiFe_2O_4的含量为评价标准,采用响应面法探究了共沉淀pH、水热合成时间、反应温度和原料物质的量比[n(Fe~(3+))/n(Ni~(2+))]对产品中NiFe_2O_4含量的影响,得出最优合成条件:共沉淀pH=9;水热合成时间为12 h;水热合成温度为150℃,n(Fe~(3+))/n(Ni~(2+))=2∶1。在最优条件下合成的产品NiFe_2O_4质量分数为98%,糖精废水中铁资源回收率为95%。采用XRD、SEM和VSM等手段表征了NiFe_2O_4的结构与性能。该方法在高效回收了糖精废水中的铁资源的同时,又制备得到了具有吸附和催化潜力的NiFe_2O_4纳米材料,具有良好的经济效益和社会效益。     

Fe_3O_4-CdTe/CdS磁性荧光复合材料的制备

采用水相回流法制备出光谱可调的CdTe/CdS量子点,分别用透射电子显微镜(TEM)、能谱色散仪(EDS)、荧光分光光度仪对其形貌性能进行表征。用氨基聚倍半硅氧烷(NH_2-POSS)功能化CdTe/CdS量子点使其带有正电荷,再与带负电荷的Fe_3O_4磁性纳米粒子进行静电自组装,最终制备出磁性荧光复合材料(Fe_3O_4-CdTe/CdS)。并对量子点与氨基聚倍半硅氧烷的质量比、量子点与Fe_3O_4的质量比以及三者不同的组装顺序进行优化。结果表明,当量子点与氨基聚倍半硅氧烷和Fe_3O_4的质量比分别为6∶1和20∶1、组装顺序为量子点-氨基聚倍半硅氧烷-Fe_3O_4时得到复合材料的性能最佳。     

水基NiFe_2O_4磁流体在无磁场时的沉降稳定性

为研究水基NiFe_2O_4磁流体在不施加磁场时沉降稳定性的影响因素,先采用两步法制备该磁流体样品。其中,纳米粒子为纳米NiFe_2O_4粉体,载液为RO反渗透膜处理水,分散剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钠、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、油酸和硬脂酸等。在重力场下,研究分散剂种类、质量分数和纳米粒子质量分数对磁流体沉降稳定性的影响,并测量部分磁流体样品的零场黏度,以得到使该磁流体稳定性和流动性较好的制备方法。然后参考以上方法,制备以CoFe_2O_4和Fe_3O_4为纳米粒子的磁流体。并通过与NiFe_2O_4磁流体进行对比,研究水基NiFe_2O_4磁流体在重力场下的热稳定性。实验表明,当分散剂分别为油酸、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠,其质量分数分别为4.0%~4.6%、3.4%~3.7%和1.5%~1.7%,且NiFe_2O_4纳米粒子质量分数为1.9%时,这种磁流体的沉降稳定性和流动性能达到较好效果,并且水基NiFe_2O_4磁流体相比其他磁流体具有良好的热稳定性。     

铁酸镍活化过硫酸钠降解酸性红玉SBL

采用溶胶-凝胶法制备铁酸镍(NiFe_2O_4)活化剂,利用热重(TG)、红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对NiFe_2O_4进行表征分析。以酸性红玉SBL为降解污染物,研究NiFe_2O_4活化过硫酸钠降解酸性红玉SBL的性能。考察了过硫酸钠浓度、NiFe_2O_4用量和初始染料浓度对降解的影响。结果表明,活化剂经700℃焙烧5 h,可得到完整晶相的NiFe_2O_4;当初始污染物浓度为20 mg·L-1,过硫酸钠浓度为1.0 g·L-1,NiFe_2O_4用量为2.5 g·L-1时,降解2.5 h,酸性红玉SBL染料溶液的降解率可达85.2%。     

TiO2/SiO2/NiFe2O4磁性纳米材料的制备、表征及光催化性能

采用均匀沉淀法在表面包覆了SiO2的磁基体NiFe2O4上负载TiO2,从而制备出一种新型磁性纳米光催化材料TiO_2/SiO_2/NiFe_2O_4,并通过改变pH值、水浴时间、水浴温度、煅烧温度及Ti/Ni摩尔比n(Ti):n(Ni)等得到材料的最佳制备条件。用XRD、TEM分析了复合材料的形态结构及包覆情况,结果显示TiO2均匀地包覆在SiO2/NiFe2O4表面,复合材料粒径范围为50～70nm;UV-vis吸收曲线表明,复合材料对光的吸收带出现红移。VSM测试表明复合材料具有良好的磁性,易于通过磁场进行回收。以甲基橙的水溶液为模拟污染物,评价了复合材料的光催化性能,该材料对甲基橙的脱色率达98.6%。     

基于Co(Ⅱ)配合物前驱体的微纳米Co_3O_4功能材料的研究进展

金属有机骨架化合物(MOFs)是由有机配体和金属节点通过自组装形成的一类具有周期性结构和较大比表面积的材料。目前,选择MOFs材料作为前驱体,经高温焙烧合成纳米金属氧化物或纳米复合金属氧化物材料是一大研究热点。综述了近年来以Co基配位聚合物为前驱体制备纳米Co_3O_4或Co_3O_4/碳纳米复合材料的方法,以及Co_3O_4纳米材料在锂离子电池负极材料、超级电容器、电催化析氧反应、气敏材料及催化剂材料等研究领域的应用,并对其今后的发展进行了展望。     

Fe3O4@SiO2/HDI-CNTs/PUU纳米复合材料的制备与性能研究

为了拓宽形状记忆高分子材料聚(脲-氨酯)的形状记忆响应方式,向聚(脲-氨酯)基体中添加四氧化三铁纳米粒子和碳纳米管。为了改善四氧化三铁纳米粒子在基体中的分散性,对四氧化三铁纳米粒子进行了Si O_2包覆;为了避免碳纳米管在基体发生自聚,向碳纳米管表面引入异氰酸酯基团,从而使碳纳米管以化学键合的方式分散在基体中。通过对Fe_3O_4@Si O_2/HDI-CNTs/PUU纳米复合材料的结构、拉伸性能、形状记忆性能等的研究,结果表明,当Fe_3O_4@Si O_2添加量为5%,HDI-CNTs添加量为3%时,材料的综合性能较优。     

网格状NiFe2O4纳米片阵列的制备及电容性能研究

采用水热法和煅烧法相结合制备得到直接生长在泡沫镍上的网格状NiFe_2O_4纳米片阵列。采用X射线晶体衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等表征手段对其组成和结构进行表征并作为超级电容器电极进行测试。电化学性能测试结果表明,制得的NiFe_2O_4纳米片阵列结构电极具有较高的比电容和优异的电学性能。在电流密度为1 A·g~(-1)时,比电容量高达到722.05 F·g~(-1)。在电流密度为10 A·g~(-1)时,比电容为464.73 F·g~(-1),比电容量仍保持在1 A·g~(-1)时比电容量的64.36%。     

MgFe2O4@PDA@PAMAM纳米复合材料对重金属离子的选择吸附性

以快速冷却处理获得的MgFe_2O_4纳米颗粒为磁核,经多巴胺自聚合(PDA)修饰和聚酰胺-胺(PAMAM)大分子接枝,制备高磁性MgFe_2O_4@PDA@PAMAM纳米复合材料,考察了MgFe_2O_4@PDA@PAMAM纳米复合材料对中性水溶液中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Hg(Ⅱ) 4种重金属的吸附性能。结果表明:通过快速冷却的处理方式改变MgFe_2O_4晶粒内的金属离子分布,可获得具有高饱和磁化强度的MgFe_2O_4纳米材料;所制备的MgFe_2O_4@PDA@PAMAM纳米复合材料对4种重金属离子具有高的吸附能力,其中对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)的饱和吸附容量分别为108.32、179.54、50.24和39.6 mg/g,选择吸附性顺序从高到低依次为Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)。     

Li_4Ti_5O_(12)/TiO_2纳米复合材料制备及其锂离子电池性能研究

以钛酸丁酯、氢氧化锂为原料,在聚乙二醇(PEG200)体系下通过水热法合成了Li_4Ti_5O_(12)纳米片/TiO2纳米颗粒复合材料,采用XRD、SEM等对材料的结构,形貌等进行了表征。通过控制Li/Ti的摩尔比可以较好地控制TiO2的含量,分别得到纯的Li_4Ti_5O_(12)纳米片或Li_4Ti_5O_(12)纳米片/TiO2纳米颗粒复合材料。测试了制得材料的锂离子电池性能,结果表明,Li_4Ti_5O_(12)-TiO2复合纳米材料具有优良的充放电容量和倍率性能。首次放电可达到172 m Ah·g-1,充电可达到170 m Ah·g-1,效率高达98.8%。     

一步水热法制备ATP/CuFe_2O_4纳米复合材料及其催化还原对硝基苯酚

以氯化铜、三氯化铁、乙二醇为主要原料,采用一步水热法制备凹凸棒石/铁酸铜(ATP/CuFe_2O_4)纳米复合材料。通过TEM、EDS、XRD、FT-IR和BET等对ATP/CuFe_2O_4复合材料进行分析;将ATP/CuFe_2O_4纳米复合材料应用于硼氢化钠催化还原对硝基苯酚生成对氨基苯酚的反应,考察了不同催化剂、CuFe_2O_4包覆量、催化剂用量等因素对硼氢化钠还原对硝基苯酚的影响。结果表明,50%CuFe_2O_4包覆量的ATP/CuFe_2O_4材料具有较高的催化活性,当ATP/CuFe_2O_4质量为5 mg时,还原可在7 min内完成。通过对ATP/CuFe_2O_4纳米复合材料的重复使用和磁分离回收,表明ATP/CuFe_2O_4具有良好的磁分离性和循环稳定性。     

Fe_3O_4/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

以FeCl_3·6H_2O和FeCl_2·4H_2O为铁源,以Na OH溶液为沉淀剂,选择共沉淀法制备Fe_3O_4∕石墨烯复合物。以Fe⁽²⁺⁾和Fe(2+)和Fe⁽³⁺⁾的浓度作为变量制得5种不同比例的Fe_3O_4/石墨烯纳米复合材料,然后将所得复合材料压制成电极片,组装成超级电容器后进行循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测试,探究Fe_3O_4与石墨烯的含量比对复合材料电化学性能的影响。结果表明,当FeCl_3·4H_2O和FeCl_2·4H_2O用量分别为0.456 g和0.665 g,氧化石墨烯用量为150 mg时,所制备复合材料的电化学性能最佳,比电容可达510 F/g。     

纳米TiO_2-SiO_2复合材料作为锂离子负极材料的方法研究

分别利用水解法及醇解法制备不同添加比例的Ti O_2-Si O_2纳米复合材料,并对制得的复合材料进行金属掺杂,得到一种高效纳米复合材料的制备方法。通过X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)及孔径分布分析对制得的纳米Ti O_2-Si O_2复合材料的微观结构进行了表征。结果表明,所制备的复合材料为锐钛矿二氧化钛结构,并可能生成二氧化硅嵌在二氧化钛的晶格中,材料比表面积高达387.9634m~2/g,孔隙分布适度。该纳米Ti O_2-Si O_2复合材料具有良好的比容量,水解法表现出更优的充放电性能,其中水解法制备的硅钛物质的量比为1∶1的样品首次放电比容量达987.4m Ah/g,100次循环后容量保持在76.1m Ah/g。     

Fe_3O_4/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

以FeCl_3·6H_2O和FeCl_2·4H_2O为铁源,以Na OH溶液为沉淀剂,选择共沉淀法制备Fe_3O_4∕石墨烯复合物。以Fe~(2+)和Fe~(3+)的浓度作为变量制得5种不同比例的Fe_3O_4/石墨烯纳米复合材料,然后将所得复合材料压制成电极片,组装成超级电容器后进行循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测试,探究Fe_3O_4与石墨烯的含量比对复合材料电化学性能的影响。结果表明,当FeCl_3·4H_2O和FeCl_2·4H_2O用量分别为0.456 g和0.665 g,氧化石墨烯用量为150 mg时,所制备复合材料的电化学性能最佳,比电容可达510 F/g。     

石墨烯/钴酸镍的制备及甲醇氧化性能研究

主要研究石墨烯/钴酸镍(GE/NiCo_2O_4)作为阳极催化剂时的催化稳定性能。通过水热合成的方法制备NiCo_2O_4,将石墨烯与NiCo_2O_4复合,材料经过高温处理后得到颗粒状石墨烯纳米复合材料,用循环伏安法测试了复合材料对甲醇氧化的电催化活性。研宄结果表明GE/NiCo_2O_4复合材料对甲醇和氧气具有非常高的电催化活性。测试结果表明,电压从1.1V～1.6V时,GE/NiCo_2O_4复合结构电极最高电流密度为3.2×10~(-6)A/g,GE/NiCo_2O_4材料从XRD,SEM,TEM等可得出良好的电化学性能和稳定性由于高比表面积、高电导效率。     

α-Fe2O3/Ni3[Ge2O5]·(OH)4复合材料的制备及光催化性能

以FeCl_3·6H_2O和Ni_3[Ge_2O_5]·(OH)_4为原料,通过水浴辅助液相沉积法一步制备了α-Fe_2O_3/Ni_3[Ge_2O_5]·(OH)_4纳米复合材料,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨透射电镜(HTEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等表征手段对样品的物相组成、形貌、尺寸及光吸收特性等进行了分析表征。在自然光、室温条件下,以罗丹明B溶液的催化脱色降解为模型反应,探究了不同α-Fe_2O_3负载量对纳米α-Fe_2O_3/Ni_3[Ge_2O_5](OH)_4复合材料降解罗丹明B性能的影响规律。结果表明,利用该法可以得到纳米级的、相互之间紧密复合的α-Fe_2O_3/Ni_3[Ge_2O_5](OH)_4复合材料;当复合材料中α-Fe_2O_3与Ni_3[Ge_2O_5]·(OH)_4的质量比为1:10时得到的纳米复合材料在氙灯光照条件下具有最佳的催化性能,180 min脱色率可达89.35%。是相同条件下α-Fe_2O_3脱色率的11.6倍。     

水热法制备花状纳米氧化锌

纳米材料的形貌对纳米材料的性能影响很大。通过调节表面活性剂聚已二醇(PEG)和二水合柠檬酸钠(C_6H_5O_7Na_3·2H_2O)的量,制备了一种具有分级结构的花状氧化锌。通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征,结果表明这种分级结构的氧化锌为六方纤锌矿结构,其中每一个纳米花都由纳米片自组装而成。通过进一步研究表明:二水合柠檬酸钠辅助纳米片自组装,而PEG给予了纳米片的成核点,他们共同作用,使纳米片自组装成纳米花。