SnO2/Fe3O4磁性光催化微纳米材料的制备与性能研究

以磁性纳米颗粒Fe3O4为核,SnCl4.5H2O、氨水、无水乙醇为原料,采用液相共沉淀法在Fe3O4表面包覆一层SnO2光催化剂。采用X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)分析了其成分和表面形貌。结果显示:Fe3O4纳米颗粒在实验过程中发生了团聚,尺寸增大;当Fe3O4与SnCl4.5H2O物质的量比为(1∶2)～(1∶4)时,SnO2能被较好地包覆在Fe3O4表面,形成核-壳结构的SnO2/Fe3O4复合光催化材料;600℃热处理能够形成结晶性良好的SnO2晶体,但此时Fe3O4转变为Fe2O3,失去了磁性。     

Fe3O4 纳米复合粒子研究

制备了酞菁镍(N iPc) 2Fe₃O₄ 纳米复合粒子, 研究了其化学稳定性和磁性能。结果表明,N iPc 在Fe₃O₄ 纳米粒子表面形成了复合层, 并且它们之间形成了一定程度的化学键。N iPc 复合层可有效地保护Fe₃O₄ 纳米粒子不被空气氧化, 显著提高了其抗氧化能力, 并降低了其矫顽力。      

CV和Tafel曲线对稀土掺杂Ti/SnO2-Sb电极电催化性能研究

采用热分解法制备了稀土Dy、Nd、Eu及Gd掺杂Ti/SnO2-Sb电极,以苯酚为目标有机物,研究了所制备电极降解有机物的性能.在500 mg/L苯酚溶液中进行了所制备电催化电极的循环伏安(CV)特性分析,研究发现4种稀土(Dy、Nd、Eu和Gd)掺杂电极中苯酚在Nd掺杂Ti/SnO2-Sb(Ti/SnO2-Sb-Nd)电极上的直接氧化的峰电流最高,为4.46 mA/cm2.在0.5 mol/L的H2SO4溶液中进行了Tafel曲线测试,4种稀土掺杂Ti/SnO2-Sb电极的析氧电位分别为2.293、2.313、2.277、2.263 V(vs.Ag/AgCl).结果表明,所制备的4种稀土掺杂电极降解苯酚的性能与采用CV和Tafel曲线方法分析的结果一致,可以采用电化学方法评价电极的电催化氧化性能.     

温敏聚甲基丙烯酸甲酯包覆空心Fe3O4纳米粒子的载药控释性能

利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包覆空心Fe3O4磁粒制备了温敏性Fe3O4@PMMA复合粒子,并采用对氨基水杨酸(Mr=153.14)作为模拟负载药物,考察了不同温度与pH对复合粒子的接枝、包覆、载药与控释的影响。载药与控释研究结果表明,磁粒空心结构及PMMA膜与药物之间的氢键作用与温敏效应,显著提高了药物负载量,每0.0100g复合磁粒可负载1468μg(0.959×10-5mol)药物。同时,超过80%的药物在3h~4h内释放,具有局部高浓度药物释放性能,并且药物最大释放量与时间呈线性关系。这种复合空心磁粒载药体系的构建有效提高了药物负载效率,配合磁靶向性能,将在癌症载药治疗方面展现巨大的应用前景。     

Fe3O4纳米粒子的制备及微量热应用研究

采用化学共沉淀法制备出了可达到纳米级分散的Fe3O4纳米粒子,讨论了产物的结构,粒径分布、磁性能及制备过程中工艺条件的控制,并利用等温微量热检测仪测量了Fe3O4和油酸-乙醇溶液之间的吸附热,分析了两者之间的吸附机理.     

Fe3O4复合材料对Cd2+的吸附性能研究

在碱性条件下,以共沉淀法合成Fe₃O₄,再以正硅酸乙酯和二乙烯三胺为原料,制备出Fe₃O₄复合材料(Fe₃O₄-SiO₂-NH₂)。采用FT-IR、VSM和SEM对其结构进行表征,并研究了复合材料对Cd2+的吸附性能。实验结果表明,在T=55℃、t=60 min、Cd2+溶液的初始浓度为100 mg·L-1、Fe₃O₄-SiO₂-NH₂的添加量为0.1 g时,该材料对Cd2+的吸附容量为71.4 mg·g-1。其吸附动力学行为更符合准二级动力学,热力学更适合用Langmuir等温吸附模型描述。Fe₃O₄-SiO₂-NH₂吸附Cd2+后洗脱再生,经过5次循环使用后,其对Cd2+的去除率仍然大于70%。      

SnO2-Fe2O3复合材料应用于碳纳米管集流体对锂离子电池性能的影响

水热合成法制备纳米SnO₂-Fe₂O₃复合材料,以SnO₂-Fe₂O₃为活性物质,多壁碳纳米管（MWCNTs）导电纸代替传统铜箔作为负极集流体制作锂离子电池。采用XRD、SEM进行表征,结果显示,SnO₂-Fe₂O₃均匀嵌入到MWCNTs构建的三维导电网络的空隙中。电化学测试结果表明,SnO₂-Fe₂O₃/MWCNTs导电纸作为负极电极能够显著提高锂离子电池的循坏和倍率性能。在100 mA/g电流密度下循环30次,SnO₂-Fe₂O₃/MWCNTs导电纸电池比容量达到1 088 mAh/g,而在200 mA/g电流密度下循环200次后,SnO₂-Fe₂O₃/MWCNTs导电纸比容量能稳定保持在898 mAh/g,表现出良好的循环性能,逐渐增大充放电电流,电池的比容量有所下降但其库伦效率仍然保持在96%以上,而在高倍率（1 600 mA/g）下进行充放电时,SnO₂-Fe₂O₃/MWCNTs导电纸比容量仍然能够保持在547 mAh/g,之后再将电流密度降到100 mA/g,比容量重新回到1 000 mAh/g,SnO₂-Fe₂O₃/MWCNTs导电纸表现出十分优异的电化学性能。      

反相乳液界面合成中空Fe3O4/SiO2磁性微胶囊

报道了一种简单合成中空Fe3O4/SiO2磁性微胶囊的方法,即以反相乳液的水滴作为形成中空结构的软模板,通过界面溶胶-凝胶过程,制备中空Fe3O4/SiO2磁性微胶囊。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、多晶粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及磁滞回线测量等手段对样品的结构和性质进行表征和研究。XRD、SAED和FTIR分析结果表明,微胶囊由SiO2和Fe3O4磁性纳米粒子(MPs)组成。SEM和TEM观察结果表明,微胶囊具有中空结构,且SiO2壳层具有多孔特性。磁性能检测结果表明,微胶囊具有超顺磁性和磁响应性。通过对比实验,提出SiO2界面异相成核的中空磁性微胶囊的形成机理。     

改性Fe3O4纳米粒子在磁性复合超滤膜中的应用

为解决Fe3O4纳米粒子在磁性复合超滤膜中发生团聚和分布不均匀的问题,文中以市售20nm的Fe3O4粒子为对照,添加自制的改性Fe3O4纳米粒子制备出Fe3O4-聚砜(PSF)磁性复合超滤膜(改性复合超滤膜)。经扫描电镜观察膜表面形貌、能谱仪扫描复合膜中Fe元素分布以及铸膜液中Fe3O4纳米粒子分布情况分析和复合膜孔径分布测试后表明,改性后复合超滤膜中纳米粒子的分布较改性前更为均匀,且未出现粒子团聚现象,改性效果明显。由改性前后的复合膜在不同磁场下对聚乙二醇6000和10000的截留率呈现几乎相同的变化趋势可知,添加改性粒子并未改变磁性复合膜的分离特性。     

共沉淀法制备纳米Fe3O4及其对橙黄Ⅱ的降解

通过共沉淀法制备Fe3O4纳米颗粒,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面孔隙分析(BET)对样品进行表征。以合成的纳米Fe3O4催化H2O2氧化降解橙黄Ⅱ,考察了共沉淀法制备过程中的Fe2+/Fe3+的摩尔比、反应温度、pH值、Fe离子浓度等因素对Fe3O4催化性能的影响。结果表明在Fe2+/Fe3+的摩尔比为3∶4、反应温度80℃、pH值为10、Fe离子浓度为0.1mol·L-1的条件下制备出的Fe3O4纳米颗粒催化活性最高,其粒径为20nm左右。并且未干燥的磁流体对橙黄Ⅱ的降解效率明显高于Fe3O4粉体。     

基于Pd/Fe3O4/rGO纳米复合材料的H2O2无酶传感器

环境监测、食品工业、临床、制药等领域对过氧化氢(H_2O_2)的快速、准确检测有极大的需求,而电化学检测方法由于灵敏度高、响应快、检测限低等特点被认为是最理想的H_2O_2检测方法.本文利用电化学沉积的方法将Pd纳米颗粒沉积到四氧化三铁/石墨烯(Fe_3O_4/rGO)纳米复合材料修饰的玻碳电极表面,形成基于新型磁性纳米复合材料的H_2O_2无酶传感器;并采用循环伏安和计时安培电流等方法对修饰电极的电化学性能进行了表征.结果表明:制备的Pd/Fe_3O_4/r GO/GCE对H_2O_2的催化还原显示出较好的电催化活性,Pd纳米颗粒和Fe_3O_4/rGO在催化H_2O_2还原的过程中表现出了良好的协同作用.测定H_2O_2的线性范围为0.05~1 m M和1~2.6 m M两段,最低检测限达到3.918μM(S/N=3).并且该传感器具有较高的灵敏度和较好的重现性和抗干扰性,具有一定的实际应用价值.     

Au/Fe3O4磁性纳米粒子的合成及表征

报道了一种合成具有巯基官能团修饰的Au/Fe_3O_4磁性纳米粒子的新方法。采用共沉淀法制备Fe_3O_4磁性纳米颗粒,并在此基础上用聚(烯丙胺)溶液还原HAuCl4,制得Au/Fe_3O_4磁性核壳纳米颗粒,再用3-巯基-1-丙磺酸钠修饰Au/Fe_3O_4磁性纳米粒子,最后得到具有巯基官能团稳定的Au/Fe_3O_4磁性纳米粒子。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)分别对产物的微观结构及磁性特征进行表征。     

Fabrication and characterization of uniform Fe3O4 octahedral micro-crystals

Uniform Fe₃O₄ octahedral microcrystals with perfect appearance have been successfully synthesized by a Triton X100-assisted polyol process. During the polyols process for the preparation of Fe₃O₄ octahedra, the introduction of Triton X100 decreases significantly the needed concentration of NaOH. The results show that Fe₃O₄ octahedra are composed of eight triangular sheets, which are equilateral triangles. The edge size of Fe₃O₄ octahedron is about 4 μm. The magnetic properties of Fe₃O₄ octahedral particles were evaluated on a SQUID magnetometer at room temperature. The value of saturation magnetization for Fe₃O₄ octahedra is 90 emu/g, which is close to the value of bulk magnetite. The remnant magnetization and coercive force of Fe₃O₄ octahedra are considerably low, which are rare for the Fe₃O₄ particles with the size scale of micrometers. The Fe₃O₄ octahedral microcrystals show high saturation magnetizations and very low coercivities.     

Polyaniline/Fe3O4 nanocomposites synthesized under the direction of cationic surfactant

Polyaniline(PANi)/Fe₃O₄ nanocomposites have been prepared via in situ chemical oxidative polymerization directed with cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). The studies show that PANi can coat Fe₃O₄ nanoparticles. CTAB can produce insoluble substance with initiator of polyreaction, and plays a very important role for the coating of Fe₃O₄ nanoparticles by PANi. Many Fe₃O₄ nanoparticles are bald without being coated by PANi when CTAB is replaced by anionic surfactant, so anionic surfactant can not play the role of CTAB.     

纳米Fe3O4及Fe3O4-SrFe12O19吸波复合材料的制备及性能

采用共沉淀法成功制备出具有超顺磁性的纳米Fe₃O₄, 并将Fe₃O₄与SrFe₁₂O₁₉复合制成复合吸波材料Fe₃O₄-SrFe₁₂O₁₉, 利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪(PNA)对产物的物相、显微结构、磁性能和吸波性能进行了表征与分析。结果表明, 当Fe₃O₄与SrFe₁₂O₁₉质量比为1∶0.3时, Fe₃O₄-SrFe₁₂O₁₉饱和磁化强度为11.1 emu·g^-1, 矫顽力0.86 Oe, 剩余磁化强度0.08 emu·g^-1, 其吸波性能最佳, 最大吸收峰值为-17.7 dB,-5 dB频宽为1.3 GHz, 较Fe₃O₄和 SrFe₁₂O₁₉的最大吸收峰值分别提高247%和185%, 频带分别拓宽1.12 GHz和0.40 GHz。     

Fe2O3/TiO2纳米管光催化降解微环境苯系物的实验研究

采用阳极氧化-阴极沉积-阳极氧化法制备了三氧化二铁/二氧化钛(Fe2O3/TiO_2)复合纳米管阵列,以室内空气典型污染物苯系物为模拟反应物,研究了湿度与催化剂用量对苯系物气体光催化降解效果的影响,并分析了Fe2O3/TiO_2复合纳米管光催化降解苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯的反应历程。结果表明:该Fe2O3/TiO_2复合纳米管排列整齐均匀,相对纯TiO_2具有较高的可见光响应特性;光功率密度为0.9W/cm2、停留时间为10min,不同湿度和催化剂用量条件下总苯系物的降解率可以达到75%~95.3%;当湿度为60%,光催化剂用量为50cm2或62.5cm2时,各组分的降解率达到最高;湿度为0~30%,催化剂用量为25~37.5cm2时,各组分的降解率较高;在不同湿度下,苯系物各组分的氧化历程主要受正水离子及超负氧离子的数量影响。     

改性超顺磁Fe3O4处理污水中重金属的研究进展

对处理污水中重金属的方法进行了总结,目前常用的方法有化学沉淀法、电解法、离子交换法、生物吸附、植物富集等。对过去常用处理污水中重金属的方法和不同改性试剂改性超顺磁Fe_3O_4纳米微粒处理方法进行了比较,并讨论了这些方法的优缺点。最后对近年来改性后的超顺磁Fe_3O_4纳米微粒处理含Hg(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的废水的应用及发展趋势做了简单的介绍和展望。     

Preparation of Fe3O4/PVA nanofibers via combining in-situ composite with electrospinning

A novel approach, combining in-situ composite method with electrospinning, was used to prepare high magnetic Fe₃O₄/poly(vinyl alcohol) (PVA) composite nanofibers. Fe₃O₄ magnetic fluids were synthesized by chemical co-precipitation method in the presence of 6 wt.% PVA aqueous solution. PVA was used as stabilizer and polymeric matrix. The resulting Fe₃O₄/PVA composite nanofibers were characterized with field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffractometer (XRD), respectively. These composite fibers showed a uniform and continuous morphology, with the Fe₃O₄ nanoparticles embedded in the fibers. Magnetization test confirmed that the composite fiber showed a high saturated magnetization (M_s = 2.42 emµ·g^-1) although only 4 wt.% content.     

钛网表面Fe3O4/FeS2膜层制备及其类芬顿降解苯酚研究

为了拓宽类芬顿催化剂的pH适用范围、改善其有机污染物降解性能并解决其分离回收难的问题,本文采用易于大规模制备的电沉积法在钛网表面沉积了Fe3O4/FeS2固定化膜层.通过XRD、SEM及XPS等表征手段研究了所合成催化剂的相组成、形貌及表面元素价态.结果 显示,所合成的材料主要由Fe3 O4与FeS2物相组成,且膜层表面呈现由纳米片间相互交联形成的多孔网状结构.类芬顿降解苯酚性能表明,在0.20 mol/L硫源含量下所得膜层于pH 6.0、H2 O2含量6 mmol/L、苯酚初始质量浓度35 mg/L、反应温度30℃的条件下降解60 min,可将98％的苯酚去除.因而,Fe3O4/FeS2固定化膜层催化剂表现出优异的类芬顿催化活性.分析发现:材料较大的比表面积可增强传质,同时提供更多的活性位点参与苯酚降解;而催化剂表面键合的S22-可促进≡Fe3+/≡Fe2+以及Fe3 +/Fe2的氧化还原循环,同时,以硫酸根形式存在的硫物种可为类芬顿反应提供合适的酸性微环境,从而提高羟基自由基的产生速率及产生量,最终显著改善该催化剂在近中性条件下的催化活性.