α-Fe_2O_3氧化铁纳米颗粒的合成、表征及光催化性能研究

采用溶剂热法,以硝酸铁为铁源,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,合成了α-Fe_2O_3纳米颗粒。采用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)对样品进行了分析。把α-Fe_2O_3纳米颗粒用于光催化降解有机染料罗丹明B,并和商业Fe_2O_3粉体比较,结果发现,α-Fe_2O_3光催化活性明显高于商品Fe_2O_3粉体。     

纳米Fe_2O_3作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能

采用烧结方法制备得到纳米α-Fe_2O_3,利用X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对样品进行了表征,研究了纳米α-Fe_2O_3作为液体石蜡添加剂的摩擦磨损性能。结果表明,添加纳米添加剂后,润滑油摩擦系数改变不明显,但磨损率显著降低。磨损率与纳米α-Fe_2O_3添加剂的表面积和添加量密切相关,当纳米材料的表面积为47m~2/g时磨损率最低,磨损率值降低为3.78×10~(-15) m~2/g;添加量为1.0wt%,润滑油磨损率最低。     

煅烧工艺对α-Fe_2O_3磁性纳米纤维形貌及性能的影响研究

结合静电纺丝和水热合成技术制备PVA/Fe_3O_4磁性纳米纤维,空气气氛中在不同煅烧温度下制备出一系列α-Fe_2O_3纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪和超导量子干涉仪对不同煅烧温度下制得的α-Fe_2O_3磁性纳米纤维进行形貌与性能表征。结果表明,PVA/Fe_3O_4复合磁性纳米纤维在600~800℃的煅烧温度区间内可获得稳定的α-Fe_2O_3磁性纳米纤维,纤维形貌从中空管状结构逐渐转变为沟槽状结构,纤维中的α-Fe_2O_3粒子具有不同的晶粒尺寸,结晶随温度升高而变好,且具有不同的磁性能。制备的α-Fe_2O_3磁性纳米纤维在水处理等方面具有潜在应用。     

人造金红石母液制备α-Fe2O3纳米颗粒的研究

人造金红石母液中含有大量铁离子,由于母液酸性较强,通常p H值小于1,其工业处理成本高,原子利用率低。本实验利用PEG-2000作为模板剂以人造金红石母液和NaOH为原料,采用简单的水热法合成颗粒度完整、平均粒径约为200 nm的球形α-Fe_2O_3纳米颗粒。通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)对产物进行分析和表征,研究了赤铁矿纳米颗粒晶体的相关性质。XRD结果表明,合成的α-Fe_2O_3纳米颗粒结晶完整;通过SEM观察粒子的微观形貌,发现PEG-2000的加入对粒子形貌具有显著影响。人造金红石母液制备α-Fe_2O_3纳米颗粒新技术不但获得了高附加值的α-Fe_2O_3纳米颗粒,实现了对资源的有效利用,还减小了污水处理负荷,对今后进行工业化生产具有指导意义。     

纳米Al2O3在水相体系中的分散稳定性研究

主要研究了pH值、分散剂（SDBS、CTAB、GA）种类和分散剂的浓度对纳米Al2O3在水相体系中进行分散时的影响。实验结果表明：pH值在8左右，SDBS、GA作为分散剂时，纳米Al2O3悬浮液的Zeta电位绝对值较大，粒径较小；在pH值为2～3，CTAB作为分散剂时，Al2O3纳米悬浮液的Zeta电位绝对值较大，粒径较小。比较3种分散剂的分散效果，其中在pH为8左右，SDBS作为分散荆时，纳米氧化铝悬浮液的Zeta电位绝对值最大，粒径最小。在此基础上又讨论了最佳分散剂SDBS的浓度对纳米氧化铝悬浮液的影响，当SDBS分散剂的浓度为0.055％左右时，纳米Al2O3在水相体系中稳定分散性较好。     

α-Fe2O3-ZnO/煤矸石复合光催化剂的制备及其降解五氯酚性能的研究

以氯化铁(FeCl_3)、氯化锌(ZnCl_2)、煤矸石和氢氧化钠(NaOH)为原料,采用沸腾回流法制得了一系列纳米三氧化二铁(α-Fe_2O_3)和氧化锌(ZnO)不同摩尔配合比的纳米三氧化二铁-氧化锌/煤矸石复合光催化剂(α-Fe_2O_3-ZnO/煤矸石复合光催化剂),并对产物进行了表征。以五氯酚(PCP)为目标降解物,考察了模拟太阳光照条件下样品的光催化降解效果。结果表明,将球形α-Fe_2O_3-ZnO复合物负载于改性煤矸石表面可有效提高其光催化活性,且α-Fe_2O_3-ZnO/煤矸石复合光催化剂的性能与α-Fe_2O_3和ZnO的摩尔配合比有关,在α-Fe_2O_3与ZnO的摩尔配合比为1∶5,光照4h条件下,α-Fe_2O_3-ZnO/煤矸石复合光催化剂对PCP的降解率达到100%,具有最佳的光催化降解效果,此外还具有可重复使用的特点。     

分散剂对铟锡氧化物(ITO)粉末粒径的影响

以纯In、SnCl4·5H2O和盐酸为原料,氨水为沉淀剂,采用络盐法制备了纳米铟锡氧化物(ITO)粉末。主要研究了分散剂对ITO纳米粉体粒径的影响。用激光粒度仪、XRD、SEM对所得粉末进行表征。结果表明:随着分散剂的分子量的增加,所得ITO的粒径逐渐变小;加入不同分子量的PEG配合使用有利于制备纳米级颗粒,加入PEG(10000∶6000=1∶1)作分散剂所制ITO粉末粒径为50～100nm。     

纳米氧化锆的制备新工艺研究

以ZroCl2·8H2O和H2O2为原料,采用中和沉淀法制备纳米氧化锆,在制备工艺过程中2次(前驱体制备过程和研磨过程)加入分散剂(表面活性剂)来抑制粉体的团聚.探讨了有关因素对制备氧化锆产品的影响,例如前驱体氢氧化锆的煅烧温度对氧化锆晶型的影响,表面活性剂对产品粒径的影响,煅烧时间对ZrO2平均粒径的影响,研磨助剂对ZrO2平均粒径的影响等,研究得到了最佳工艺条件,并在优化实验条件下制备出平均粒径为50nm、粒径分布均匀的球形纳米氧化锆粉末.     

基于太阳能低温集热蓄热的相变流体制备及性能研究

基于前期对相变流体的实验研究,选定了以质量分数为20%的烃类相变流体作为基液,制备了多组以TiO_2纳米颗粒为添加剂,SDBS为分散剂的添加纳米颗粒的相变流体。通过改变纳米颗粒质量分数、粒径以及分散剂质量分数,分析不同相变流体随温度变化的热物性及稳定性,最终得出烃类相变流体中分别添加质量分数为0.1%的20 nm TiO_2纳米颗粒及质量分数为0.1%的SDBS分散剂,其热物性及稳定性最佳。为添加纳米颗粒的相变流体的制备及其在太阳能低温集热蓄热领域的应用提供了参考。     

易于微孔道填充的纳米CuO的制备

分别采用直接沉淀法和快速沉淀法成功地制备了易于微孔道填充的纳米Cu O粉末。直接沉淀法的铜源是无水Cu SO4,沉淀剂是Na2CO3;快速沉淀法的铜源是Cu(CH3COO)2·H2O,沉淀剂是Na OH。通过XRD、SEM、TEM和SAED等分析手段表征产物的晶体结构、微观形貌及晶粒尺寸。结果表明,直接沉淀法的陈化时间对制备样品形貌和结构有影响。当前躯体陈化时间为3 h时,直接沉淀法制备的Cu O纳米颗粒平均粒径约为25 nm;快速沉淀法制备的Cu O纳米颗粒平均粒径约为6 nm。与直接沉淀法相比,快速沉淀法制备的纳米Cu O粒径更小、颗粒分散更均匀。     

不同形貌α-Fe2O3的水热法制备及性能研究

以Fe(NO_3)_3·9H_2O为原料,聚乙烯吡咯烷酮作为表面活性剂,NaOH、Na_2CO_3、CH_3COONa为形貌改变剂,采用水热法制备出不同形貌的α-Fe_2O_3,并研究了不同因素对产物形貌的影响。利用SEM、EDS、XRD、FTIR等手段对其物相及微观形貌进行表征,并探讨其生长机理。通过光催化降解酸性大红模拟废水考察不同形貌α-Fe_2O_3的光催化性能,实验结果表明,类桑葚状α-Fe_2O_3对酸性大红模拟废水的降解效果最好,降解率高达99.01%,具有潜在的光催化应用前景。     

室温固相法制备纳米氧化铋

以NaOH和Bi(NO_3)_3·5H_2O为原料,并添加不同的分散剂,采用室温固相法制备了纳米Bi_2O_3采用XRD、TEM表征纳米Bi_2O_3的结构和形貌。结果表明,分散剂种类、分散剂的添加量等因素显著影响纳米Bi_2O_3结构和形貌。     

α-Fe2O3@TiO2纳米核壳球的制备及光催化清除乙烯性能研究

提高纳米TiO2在可见光下光催化及乙烯清除效果。方法 本文以FeCl3.6H2O和TiF4为原材料,采用水热合成法制备出以α-Fe2O3为核、以TiO2为壳的纳米复合型材料α-Fe2O3@TiO2,通过X射线衍射、紫外可见漫反射吸收光谱及电子顺磁共振等光化学表征及乙烯清除实验,研究其光催化和乙烯清除能力。结果 制备得到的α-Fe2O3粒子具有稳定的棒状结构,粒径长度为100~200 nm,宽度为50~100 nm;TiO2粒子为分散均匀的锐钛型空心球,直径为100~200 nm;合成的α-Fe2O3@TiO2纳米核壳球的禁带宽度降低到1.91 eV;DMPO-.O2⁻和DMPO-.OH的电子信号强度增大;具有优异的乙烯清除能力。结论 本实验制备得到的α-Fe2O3@TiO2纳米核壳球具有良好的光催化效果和乙烯清除能力,有望将其应用在果蔬保鲜中,实现杀菌、氧化分解有机物以及去除异味等功效,以达到延长货架期的目的。     

MnO_2-Fe_2O_3复合粒子的制备及其PU共混膜的氧氮分离性能

采用共沉淀的方法制备了MnO_2-Fe_2O_3复合纳米粒子,并将复合粒子加入PU中制成PU共混膜。探讨了MnO_2所占复合粒子MnO_2-Fe_2O_3比例,以及复合粒子MnO_2-Fe_2O_3的含量,对PU共混膜的气体渗透性能的影响。结果表明:通过共沉淀法制备的MnO_2-Fe_2O_3粒子粒径小且均匀,复合粒子50%-MnO_2-Fe_2O_3制备的共混膜对气体分离性能最佳,当复合粒子50%-MnO_2-Fe_2O_3添加量为10%(wt,质量分数,下同)时,PU共混膜的渗透系数为18.93Barrer,O_2/N_2理论分离因子为7.48。     

聚乙二醇分散剂对高纯超细α-Al2O3制备的影响

以AlCl3·6H2O和NH4HCO3为原料,室温固相反应法制备高纯超细α-AlO3,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物的组成、大小和形貌进行了表征,研究了加入聚乙二醇(PEG-10000)作为分散剂对产物的影响.结果表明:加入聚合物分散剂后,能有效地防止纳米粒子的团聚,可以获得平均粒径为80 nm左右的球形α-Al2O3.     

纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

以硝酸铁为铁源,NaOH为沉淀剂合成单分散性良好的纳米α-Fe2O3粒子,然后与纳米TiO2胶体复合制备了纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂。利用动态光散射粒径分析仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪对光催化剂的物相、形貌进行了表征。在室温条件下,以甲醛作为有机污染物,在可见光照射下探讨了纳米α-Fe2O3粒径、α-Fe2O3摩尔分数等对甲醛光催化降解的影响。结果表明,在一定范围内,随着粒径的减小,纳米α-Fe2O3光催化活性增强,在120min内粒径40nm的纳米α-Fe2O3对甲醛的降解效果最好,降解率约为93.05%。与纯TiO2相比,纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂的可见光催化活性明显增强,纳米α-Fe2O3最佳含量为0.20%(摩尔分数)。纳米α-Fe2O3含量过大,纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂的催化活性将降低。     

低热固相反应制备纳米铈镍铁氧体粉末

采用Ce(NO3 ) 3 ·6H2 O、NiSO4·6H2 O、FeCl3 ·3H2 O和H2 C2 O4·2H2 O为原料 ,室温固相反应制备出相应的草酸盐前驱物 ,将前驱物在 3 80℃下分解 3h ,得到Ce0 .2 5NiFeO3 的棕黑色粉末 ,用热分析、X射线粉末衍射、透射电镜、扫描电镜对产物的组成、大小、形貌及有关性质进行了表征。结果表明获得了平均粒径为 3 0nm、分布均匀、无团聚的铈镍铁氧体纳米粉末     

氧化铝-水纳米流体的制备及其分散性研究

通过在水介质中添加纳米氧化铝粒子,研制了一种新型传热冷却工质Al2O3-H2O纳米流体,给出的纳米流体沉降照片和粒径分布显示了加入分散剂的悬浮液具有较高的分散性、稳定性.同时还测定了纳米Al2O3-H2O悬浮液的zeta电位和吸光度,探讨了不同pH值和SDBS分散剂加入量对纳米氧化铝粉体在水相体系分散稳定性的影响.结果表明:zeta电位的绝对值与吸光度有良好的对应关系,zeta电位绝对值越高,吸光度越大,粉体体系的分散性能越好;pH值约在8.0时,溶液的zeta电位绝对值较高,吸光度较大,说明此时有较好的分散效果;SDBS能显著提高水溶液中Al2O3表面zeta电位绝对值,增大了颗粒问静电排斥力,改善了悬浮液稳定性.在0.1%纳米Al2O3-H2O悬浮液中,SDBS分散剂最佳加入量(质量分数)为0.10%时,能得到分散稳定的悬浮液体系.     

沉淀法制备纳米AlO3过程中亚稳态相变温度的研究

采用沉淀法以Al(NO3)3·9H2O和NH3·H2O为原料制备了Al(OH)3干凝胶,经过高温煅烧合成纳米级的α-Al2O3粉末,研究了不同的Al(OH)3干凝胶样品的TG/DTA变化和煅烧过程中亚稳态Al2O3的相变过程.试验证明,Al(OH)3干凝胶中NH4NO3和α-Al2O3籽晶的存在使θ→α成核势垒降低,从而使得相变温度也降低.NH4NO3的存在使θ-Al2O3→α-Al2O3的相变温度降低了40℃;NH4NO3和2wt%α-Al2O3籽晶的双重作用则使θ→α的相变温度约降低220℃.制备出的α-Al2O3粉末,粒径分布均匀,无明显团聚,近似六方球形,平均粒径为70nm.     

低温水热法制备形貌可控纳米α-Fe2O3的研究

以FeCl3.6H2O、尿素为主要原料,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂,乙二醇为分散剂,采用低温水热法制备了不同形貌的α-Fe2O3,分析讨论了加入表面活性剂及乙二醇作为分散剂对产物形貌的影响,采用热重-差热分析(TG-DTA)研究样品的热分解过程,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品成分、粒度、形貌等进行了表征分析。结果表明:表面活性剂和分散剂可以控制颗粒的形貌,加入不同的表面活性剂、分散剂及控制其用量可以得到形貌不同的纳米α-Fe2O3。