Fabrication of Magnetic Fe3O4 Nanotubes by Electrospinning

利用静电纺丝法制备复合纤维前躯体,将前躯体烧结、还原后成功得到了Fe3O4纳米管。研究了电纺工艺参数(PVA浓度、电压、接收距离)对复合纤维前躯体的影响。采用XRD、SEM、TEM等手段对纳米管的物相、形貌进行表征,同时通过改变烧结工艺研究了Fe3O4纳米管的形成机理,并且研究了Fe3O4纳米管的磁性能。结果表明:纳米管均匀、连续,外径和内径分别大约为100和50 nm;Fe3O4纳米管的磁饱和强度、矫顽力和剩磁强度分别为54.2 A·m2/kg,215×79.6 A/m和12.8 A·m2/kg。     

原位一步法合成Ag/Fe2O3磁性核壳纳米粒子

采用原位法在低温下一步合成Ag/Fe2O3磁性核壳纳米粒子,并采用XRD,TEM和UV光谱研究了Ag-Fe2O3核壳纳米复合材料的结构。结果表明,纳米银粒子表面被Fe2O3层包覆,Ag核的平均粒径大约为35nm,Fe2O3壳层平均厚度约为7.5nm或15nm,形成了核壳结构的电磁复合纳米粒子。在室温下,饱和磁化强度达到0.98(A·m2)·kg-1,矫顽力8.48×103A/m;Ag/Fe2O3核壳粒子的导电率达到0.62S/cm。通过此法可以比较容易的控制核和壳的尺寸以及复合粒子的单分散性,并得到较高的产率,在催化剂、医药、光电等领域有着广阔的应用前景。     

壳聚糖基碳原位包覆的Fe3O4纳米颗粒的制备及磁性研究

采用原位杂化技术和水热碳化技术相结合的方法,以壳聚糖作为碳源,实现了壳聚糖基碳原位包覆的Fe3O4纳米颗粒的制备,并对其物相、形貌以及磁性进行了系统研究。XRD结果表明原位杂化技术实现了壳聚糖原位包覆Fe3O4纳米颗粒(CS-MNP)的制备;CS-MNP经水热碳化后实现了壳聚糖基碳原位包覆的Fe3O4纳米颗粒(C-MNP)的制备,且水热碳化降低了MNP中氧空位的含量(由Fe2.90O4转变为Fe2.94O4)。C-MNP的TEM形貌清晰表明,MNP纳米颗粒粒径约为25nm,且颗粒表面存在显著的碳包覆层。水热碳化前后,C-MNP表现为超顺磁性,且饱和磁化强度较CS-MNP有所上升(由55.5(A·m2)/kg提高到61.5(A·m2)/kg)。     

磁性Fe3O4/Pt复合纳米粒子的超声制备与表征

超声条件下,在乙醇分散的3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)功能化的磁性Fe3O4纳米粒子和氯铂酸的混合溶液中,滴加水合肼成功地制备了磁性Fe3O4/Pt复合纳米粒子。采用紫外吸收可见光谱(UV-Vis),电子能谱仪(EDS),透射电子显微镜(TEM),光电子能谱(XPS),超导量子干涉仪(SQUID)等方法对复合粒子的形态、结构、组成以及磁学性质进行了表征。结果表明:在此条件下制得的复合粒子粒度在50nm左右,室温下磁化强度可达17.2(A·m2)/kg。     

Fe3O4/Au磁性纳米复合微粒的制备及表征

实验中应用水相合成法制备Fe3O4/Au纳米复合微粒,通过对复合微粒生成过程的光谱检测,对生成物的磁响应性检测和采用HGMF磁分离,表明绝大多数颗粒既具有磁性,又具有纳米Au的特征.将获得的不同粒径的磁性颗粒分别与纯Fe3O4,Au纳米微粒进行选区电子衍射对比分析.结果表明,粒径越小的复合颗粒的衍射花样越接近纯Fe3O4,随粒径的增大,与纯Fe3O4的差异增大;当粒径增大到(15.8±2.8) nm,衍射花样与纯Au纳米颗粒的完全吻合,间接证实了Fe3O4/Au纳米复合微粒的核壳结构.     

碳纳米管/四氧化三铁复合材料的磁性能和电催化性能

采用水热法制备碳纳米管(MWCNT)/四氧化三铁(Fe3O4)复合材料,运用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外吸收光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)以及循环伏安法等对复合材料的微观结构、磁性能以及电化学行为进行研究和分析。结果表明:在MWCNT/Fe3O4复合材料中,磁性Fe3O4纳米颗粒能够对MWCNTs表面较好的包覆,实现了Fe3O4对MWCNTs的表面修饰;Fe3O4含量(质量分数)为62.5%的复合材料容易被磁化,常温下其饱和磁化强度(Ms)为35.89 A·m2/kg,矫顽力(Hc)为0.19 A/m,表现出良好的顺磁性;MWCNTs/Fe3O4修饰玻碳(GC)电极对H2O2的电化学响应具有良好的促进作用,使其氧化还原过电位升高,氧化峰值电流显著增强。     

Co_(0.5)Ni_(0.5)Fe_2O_4纳米纤维的静电纺丝法制备、表征及其磁性能

采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术成功制备直径为150~400 nm的Co0.5Ni0.5Fe2O4铁氧体纳米纤维,并利用TG-DTA、XRD、FTIR、FESEM、TEM和VSM对样品进行表征。结果表明:前驱体纤维经450℃焙烧后可基本形成纯相晶态的目标产物Co0.5Ni0.5Fe2O4纳米纤维;随着焙烧温度的升高,纤维直径逐渐减小,晶粒尺寸逐渐增大,纤维表面粗糙度加强,其微观形貌由多孔结构向项链状结构转变;所制得的Co0.5Ni0.5Fe2O4纳米纤维的饱和磁化强度由450℃时的35.8 A.m2/kg单调增加到1 000℃时的80.2 A.m2/kg,而矫顽力呈现先增大后减小的趋势,在550℃附近时达到最大值,意味着其单畴临界尺寸约为30 nm,且发现在单畴尺寸范围内,矫顽力与平均晶粒尺寸的0.7次方成正比,与随机各向异性模型所预测的结果基本吻合。此外,低温(77 K)磁测量显示,与室温相比,样品的矫顽力和剩余磁化强度均大幅提高,但饱和磁化强度明显下降。     

静电纺丝技术制备NiFe_2O_4纳米纤维的表征

采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制备了PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纳米纤维,在一定温度下进行热处理,得到尖晶石结构的NiFe2O4纳米纤维。利用TG-DTA、XRD、FTIR、SEM、TEM等分析手段对样品的组成及结构进行表征。TG-DTA分析表明,PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纳米纤维的热处理温度高于450℃以后,质量恒定,总失重率为87.8%。XRD与FTIR分析表明,热处理温度高于600℃时,复合纳米纤维已经完全转变成尖晶石结构的NiFe2O4纳米纤维。SEM分析表明,所制备的PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纤维直径在250～300nm之间,NiFe2O4纳米纤维直径约100nm,长度大于200μm。对NiFe2O4纳米纤维的形成机理进行了探讨。     

电解液中甲酰胺浓度对阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列形貌和光催化性能的影响

分别以0.5%HF水溶液(A)、0.3 mol/L NH4F+70%H2O+30%甲酰胺(体积分数)(B)、0.3 mol/L NH4F+30%H2O+70%甲酰胺(体积分数)(C)和0.3 mol/L NH4F+3%H2O+97%甲酰胺溶液电解液(体积分数)(D)作为电解液,对比研究甲酰胺含量对电化学阳极氧化TiO2纳米管阵列的形貌、结构和光催化性能的影响。结果表明:TiO2纳米管阵列长度随甲酰胺含量的增加而增加;水基电解液A中制备的纳米管长度、壁厚和管径分别约为600、20和100 nm,且分布不均匀;甲酰胺基电解液D中制备的纳米管长度、壁厚和管径分别约为10μm、5 nm和60 nm,且管径分布均匀;样品在O2中经450℃退火2 h后,发现甲酰胺基电解液A中制备的TiO2纳米管为单相锐钛矿结构,其它样品则为复合锐钛矿相和金红石相结构。光催化降解甲基橙的结果表明:随着TiO2纳米管阵列的厚度增加及管壁减小,紫外光光催化效率明显提高。     

热处理对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复相磁体性能的影响

为改善纳米复合永磁合金的磁性能,用熔体快淬和晶化热处理的方法制备了纳米复相Nd2Fe14B/α-Fe永磁体,研究了热处理工艺对Nd8Fe77B6Co8Nb1纳米晶复合磁体磁性能的影响.结果表明,热处理温度和时间明显影响纳米晶的形成及其磁性能.该纳米复合磁体在700℃×7min进行热处理时,可获得较好的磁性能,其矫顽力Hci＝692kA/m,剩余磁感应强度Br＝0.50T,最大磁能积(BH)max=51kJ/m3.     

核/壳结构的铁氧体/PZT原位合成与磁性能分析

通过水热和热处理相结合的方法制备了具有核/壳结构的γ-Fe_2O_3/PZT和Pb Fe_(12)O_(19)/PZT磁电复合颗粒。选用Fe_3O_4纳米粒子作为磁性相核心,钙钛矿壳层的A位铅离子和B位锆、钛离子通过原位的水热反应形成致密包覆的非晶PZT层。经过650°C的热处理,PZT层开始结晶,同时Fe_3O_4核心转变成了γ-Fe_2O_3。经过750°C的热处理,壳层中的Pb向核心扩散形成了Pb Fe12O19相。两相具有良好的界面和有序取向生长特征。γ-Fe2O3-PZT和Pb Fe12O19-PZT的饱和磁化强度分别为18.47和17.79 A·m2/kg,其矫顽力分别为69.3×79.6和2552.7×79.6 A/m。     

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。     

不同结构磁性四氧化三铁纳米材料的介电特性和微波吸收性能

目的研究不同的纳米结构对Fe3O4纳米材料微波吸收性能的影响。方法采用水热法和高温碳热还原法,获得了纳米纺锤体、纳米管和开口空心球结构的三种磁性Fe3O4纳米材料,采用XRD、SEM和矢量网络分析仪研究了其物相、形貌和电磁特性。结果在这三种结构纳米Fe3O4材料中,空心球结构具有最小的介电常数和最高的波阻抗匹配系数,其磁损耗表现出双共振特性,且在7.5~14.3 GHz范围内,Fe3O4开口空心球的衰减系数明显高于另外两种结构的Fe3O4纳米材料,有利于拓宽材料的微波吸收带宽。在1.8~3.0 mm厚度范围内,Fe3O4开口空心球的反射损耗带宽均大于其他两种结构,在2.2 mm厚度下达到了5.0 GHz的有效吸收带宽(90%吸收),覆盖的频率范围为7.3~12.3 GHz。结论Fe3O4开口空心球由于特殊的结构而产生的双磁共振特性,增强了材料的微波衰减能力和阻抗匹配特性,其微波吸收能力明显优于纳米纺锤体和纳米管。经过超结构设计,可以实现宽带微波吸收。     

Fe3Al纳米粒子增强Al2O3陶瓷的制备及性能

用热压烧结法制备了纳米Fe3 Al粒子增强Al2 O3 基复合材料。研究了 14 5 0～ 16 0 0℃不同烧结温度下纳米Fe3 Al的加入量与材料的致密度、力学性能及显微结构的关系。结果表明 :纳米Fe3 Al的加入可使Al2 O3 晶粒的生长受到抑制 ,使复合材料的烧结温度提高。Fe3 Al/Al2 O3 纳米复合材料有良好的力学性能 ,其抗弯强度最高可达832MPa ,断裂韧性最高可达 7.96MPa·m1/ 2 。     

TiB2含量和烧结温度对B4C/Al2O3基复合陶瓷的影响

利用原位反应热压工艺制备了B4C/Al2O3基复合陶瓷,研究了TiB2含量和烧结温度对B4C/Al2O3基复合陶瓷力学性能和微观结构的影响.结果表明,当TiB2含量低于8.7％时,随原位反应生成的TiB2含量的增加,有效的促进了B4C/Al2O3/TiB2复合陶瓷的烧结,提高相对密度,改善了力学性能.当烧结温度低于1900℃时,其力学性能随烧结温度增加而提高;当超过1900℃时,其力学性能随烧结温度的提高而降低.在1900℃,60 min时,B4C/Al2O3/TiB2复合陶瓷获得最佳综合力学性能,其硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为24.8 GPa、4.82 MPa·m1/2和445.2 MPa.     

Fe3Ai纳米粒子增强A12O3陶瓷的制备及性能

用热压烧结法制备了纳米Fe3Al粒子增强Al2O3基复合材料.研究了1 450～1 600 ℃不同烧结温度下纳米Fe3Al的加入量与材料的致密度、力学性能及显微结构的关系.结果表明纳米Fe3Al的加入可使Al2O3晶粒的生长受到抑制, 使复合材料的烧结温度提高.Fe3Al/Al2O3纳米复合材料有良好的力学性能, 其抗弯强度最高可达832 MPa, 断裂韧性最高可达7.96 MPa*m1/2.     

经 Fe(NO3 ) 3 处理的 γ-Fe2 O3 / Ni2 O3复合纳米微粒分析

目的研究经Fe(NO3)3处理后γ-Fe2O3/Ni2O3复合纳米微粒稳定分散在磁性液体中的机理。方法使用共沉淀法制备Fe OOH/Ni(OH)2前躯体,经Fe Cl2溶液处理后得到以γ-Fe2O3为核心,Ni2O3在外层,Fe Cl3·6H2O在最外层的核-壳结构γ-Fe2O3/Ni2O3复合纳米微粒。用硝酸铁溶液对其进一步处理,使微粒表面性质稳定以适合配制离子型磁性液体。使用振动样品磁强计、透射电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪对硝酸铁处理后复合纳米微粒的磁性、形态、晶体结构、化学组成及结构进行分析。结果经硝酸铁处理后,微粒的磁性减弱,粒径略微变大,约为11 nm,但位于微粒核心的主要成分γ-Fe2O3保持不变,且在微粒表面包裹了一层Fe(NO3)3·9H2O抗腐蚀层。结论经Fe(NO3)3处理后微粒表面包裹的抗腐蚀层及配制磁性液体时微粒表面吸附同种H+或OH-形成的静电斥力,使微粒在磁性液体中稳定分散。     

铁基阳极氧化制备赤铁矿纳米管阵列薄膜的研究进展

目前,制备纳米管阵列结构α-Fe2O3成为一种有效解决α-Fe2O3导电性差、电子-空穴复合率高和空穴扩散长度短等问题的重要技术。综述了铁表面阳极氧化法制备α-Fe2O3纳米管阵列的研究进展,主要包括阳极氧化过程中α-Fe2O3纳米管阵列形成机制、制备影响因素(溶液组成、工艺条件和热处理工艺)及其光催化水处理、光催化产氢和电容器领域的应用,并评述了α-Fe2O3纳米管阵列薄膜的应用前景和研究中存在的问题。     

纳米铁酸锌/丙氨酸改性聚乳酸复合磁性微球的制备和表征(英文)

以改进液相化学法合成铁酸锌纳米磁流体来代替传统的铁氧化物磁粉,同时以D,L型丙交酯与丙氨酸为单体进行本体聚合,得到氨基酸改性聚乳酸,再以改性聚乳酸包封纳米磁流体构建磁性高分子微球。采用X射线衍射、傅立叶红外光谱仪、核磁共振仪、扫描电镜、透射电镜、振动样品磁强计、热重分析仪等对所合成的材料进行表征。结果表明:所制备的材料为尖晶石型的ZnFe2O4纳米晶,粒径为20～45nm,磁饱和强度为32×10-3A.m2;丙氨酸成功接枝到了聚乳酸链上;铁酸锌纳米磁流体/聚乳酸复合微球的分散性较好,粒径为80～300nm,聚乳酸的包覆率为45.5%,磁饱和强度为10.6×10-3A.m2,ZnFe2O4经改性聚乳酸封装后仍然保持较好的磁饱和强度。     

二次烧结对5Y-TZP/TiB_2纳米复合陶瓷材料微观结构与力学性能的影响

采用真空热压烧结工艺制备了5Y-TZP/Ti B_2纳米复合陶瓷材料,研究二次烧结对5Y-TZP/Ti B_2纳米复合陶瓷材料微观组织与力学性能的影响。5Y-TZP/Ti B_2纳米复合陶瓷材料的组分包括体积比为80%的Zr O_2(含有摩尔含量5%Y_2O_3作为稳定剂)、10%Ti B_2、5%Al_2O_3、2%Mg O、2%Mo和1%Ni。二次烧结工艺包括在1100℃保温120 min和在1450℃保温60 min 2个过程。研究结果表明,采用二次烧结工艺可促进Zr O_2从单斜相向四方相的完全转化,并有利于纳米复合陶瓷材料的致密化与细化强韧化。相比于采用普通烧结工艺的材料,采用二次烧结工艺的5Y-TZP/Ti B_2纳米复合陶瓷材料的抗弯强度为1023 MPa、断裂韧性为11.33 MPa·m~(1/2)、硬度为13.91 GPa,分别提高了12.2%、17.9%和13.5%。5Y-TZP/Ti B_2纳米复合陶瓷材料的增韧补强机理包括裂纹偏转和裂纹桥联,并具有穿晶断裂模式。