核壳型磁性纳米复合材料Fe3O4@SiO2@mTiO2@Pt的制备及催化性能

采用溶剂热法制备磁性Fe₃O₄粒子。碱性条件下,以Fe₃O₄为核采用Stober法和溶胶-凝胶法在其表面依次包覆SiO₂和介孔（m）TiO₂,通过3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTES）对其表面修饰后,采用乙二醇的多羟基还原性,将Pt原位还原负载在Fe₃O₄@SiO₂@mTiO₂表面合成核壳型磁性纳米复合材料Fe₃O₄@SiO₂@mTiO₂@Pt。通过透射电子显微镜（TEM）、X射线粉末衍射仪（XRD）、紫外可见分光光度计（UV-Vis）、振动样品磁强计（VSM）及X射线光电子能谱分析仪（XPS）对样品的微观形貌、结构、磁性、元素组成等进行表征。以对硝基苯酚（4-NP）和罗丹明6G为目标污染物,研究Fe₃O₄@SiO₂@m...     

Fe3O4磁性纳米颗粒的合成及其调控

利用水解共沉淀法制备了Fe3O4纳米颗粒,研究了温度和pH值对Fe3O4纳米颗粒粒径、形貌的影响关系。研究结果表明,反应温度从30℃升高到90℃,Fe3O4颗粒的粒径从6～8nm增大到10～12nm;同时,Fe3O4颗粒的饱和磁矩也随着Fe3O4颗粒粒径的增加而升高。溶液pH值会影响Fe3O4纳米颗粒的形状,高pH值易使合成的Fe3O4纳米颗粒为四方形,随着pH值的降低,Fe3O4纳米颗粒向球形转变。Fe3O4纳米颗粒的粒径和形状的可控性为进一步合成、调控Fe3O4电磁功能复合材料奠定了良好基础。     

纳米核壳型Ag@Fe3O4复合材料的制备、催化及抑菌性能

采用“一锅法”制备纳米核-壳结构的Ag@Fe₃O₄复合材料。利用TEM、XRD、UV-vis DRS、振动探针式磁强计(VSM)对Ag@Fe₃O₄复合材料进行表征。以甲基橙为目标污染物,研究Ag@Fe₃O₄复合材料在过量NaBH₄介质中加氢还原的催化活性,并探讨其催化机制;以单质Ag和Fe₃O₄作参比,研究Ag@Fe₃O₄复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能。结果表明,在10 min内,Ag@Fe₃O₄复合材料对甲基橙的加氢还原催化率为98%以上,且活性Ag转移电子至甲基橙的N=N键,使其断裂还原成对氨基苯磺酸钠和对二氨基苯;抑菌实验表明,Ag@Fe₃O₄复合材料比单质Ag具有更强的抑菌活性,并对细胞壁中含有更薄的磷脂双分子层的大肠杆菌更为敏感。      

CuFe2O4/纳米纤维素磁性复合材料的制备及催化性能

采用简单易行的一锅溶剂热法原位合成CuFe₂O₄/纳米纤维素（CuFe₂O₄/CNC）磁性复合材料,并研究CuFe₂O₄/CMC磁性复合材料催化剂在NaBH₄作用下催化还原4-硝基酚（4-NP）性能。结果表明:所制备的CuFe₂O₄/CNC磁性复合材料为单一尖晶石结构,具有超顺磁性,纳米颗粒尺寸约为10 nm,其饱和磁化强度为33.15 emu·g-1。与CuFe₂O₄纳米颗粒相比,CuFe₂O₄/CNC磁性复合材料的比表面积提高到89.9 m2·g-1（CuFe₂O₄纳米颗粒的比表面积为53.9 m2·g-1）。CNC有助于改善CuFe₂O₄的单分散性,且对4-NP的吸附作用能加快反应的传质速率。将CuFe₂O₄/CNC磁性复合材料用于催化还原4-NP,反应符合一级动力学特征;当CNC的添加量为0.2 g时,可以将4-NP（100 μL,0.005 mol·L-1）溶液在25 s催化还原完全,表现出优异的反应活性。催化剂循环使用5次后,对4-NP的转化率仍能保持90%以上。      

CoFe2O4纳米微粉的制备及磁性

以FeCl3和CoCl2为原料,制备出颗粒细小的CoFe2O4纳米微粉,利用X射线衍射确定了粉体的组成,利用振动样品磁强计测量了室温下粉体的磁性能,利用扫描电子显微镜观察了颗粒的形貌.     

杂多酸离子液体负载氨基化Fe3O4磁性复合材料的制备及其超声辅助催化脱硫性能

以N-甲基咪唑、溴代正丁烷、磷钨酸为原料制备了1-丁基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体[BMIM]₃PW₁₂O₄₀,将其通过超声浸渍法负载于氨基化Fe₃O₄（Fe₃O₄-NH₂）,得到枣糕型结构的[BMIM]₃PW₁₂O₄₀/Fe₃O₄-NH₂磁性复合材料,通过FTIR、XRD、XPS、TEM、振动样品磁强计（VSM）、SEM等对其组成、形貌等进行表征。以[BMIM]₃PW₁₂O₄₀/Fe₃O₄-NH₂磁性复合材料为催化剂,以H₂O₂为氧化剂,催化氧化以二苯并噻吩为硫源的正辛烷模拟油样,通过单因素法分别考察了超声时间、H₂O₂用量、反应温度和催化剂用量等因素对脱硫效果的影响,并初步探讨了[BMIM]₃PW₁₂O₄₀/Fe₃O₄-NH₂磁性复合材料催化脱硫机制。结果表明:0.5 g/L[BMIM]₃PW₁₂O₄₀/Fe₃O₄-NH₂磁性复合材料超声辅助催化氧化浓度为500 mg/g模拟油样,在323 K下H₂O₂与二苯并噻吩的摩尔比n（O）:n（S）为8:1经超声10 min时,催化脱硫率达到最佳,为88.13%;重复使用5次后,[BMIM]₃PW₁₂O₄₀/Fe₃O₄-NH₂磁性复合材料对模拟油样的催化降解率仅下降了2.51%。说明该材料具有良好的催化脱硫性能,并可重复使用。催化机制初步研究表明,活性中心可能为杂多酸阴离子、Fe₃O₄-NH₂和离子液体分别起到载体和协同增容作用。      

尖晶石型CoFe2O4/TiO2磁性光催化剂的制备及其性能

首先采用化学共沉淀法制备尖晶石型CoFe2O4,然后采用溶胶-凝胶法与钛酸丁四酯复合制备不同CoFe2O4载量(质量分数,下同)的CoFe2O4/TiO2磁性光催化剂。再利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、同步热分析仪(TG-DSC)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)分别对物相、形貌、磁学性能等进行了分析和表征。最后在300 W紫外灯(主波长为253.7nm)照射下降解一定浓度的甲基橙溶液,研究不同CoFe2O4载量的CoFe2O4/TiO2磁性光催化剂在相变温度下对甲基橙溶液降解效果。结果表明,合成的CoFe2O4结晶度高,粒径为10～20nm,具尖晶石结构。CoFe2O4能较为均匀地负载于TiO2表面,CoFe2O4/TiO2磁性光催化剂具有超顺磁性。CoFe2O4/TiO2磁性光催化剂对甲基橙降解性能随CoFe2O4载量增加而降低。     

CoFe2O4-SiO2电纺纳米纤维的对喷制备技术与磁性研究

将溶胶-凝胶法和新型双喷丝头静电纺丝技术相结合,制备了CoFe2O4-SiO2电纺纳米纤维材料。利用热分析法(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等测试手段,表征了所研制纳米纤维的晶型结构、纤维形貌以及磁学性能。研究结果表明,样品中CoFe2O4为单畴结构,纤维直径在100nm左右,非晶态SiO2的存在有效抑制了CoFe2O4晶粒的生长;煅烧温度对纤维形貌和晶型结构有较大影响,随着煅烧温度的升高,饱和磁化强度(Ms)和剩余磁化强度(Mr)均增大,但矫顽力(Hc)和剩磁比(Mr/Ms)呈波动变化。     

纳米微球NH2—Fe3O4@聚乙二醇@ZnO的制备及其光催化性能

首先合成氨基功能化Fe₃O₄(NH₂—Fe₃O₄),并以NH₂—Fe₃O₄为磁核,六水合硝酸锌(Zn(NO₃)₂·6H₂O)为锌源,在表面活性剂聚乙二醇(PEG,PEG-400)辅助下通过水热法制备PEG修饰的ZnO(NH₂—Fe₃O₄@PEG@ZnO)磁性复合材料。利用XRD、SEM、TEM、XPS、紫外-可见-近红外分光光度计、比表面吸附仪(BET)、振动样品磁强计(VSM)等对NH₂—Fe₃O₄@PEG@ZnO复合材料组成、形貌、磁性能等进行表征。并进一步以罗丹明B(RhB)染料为模拟污染物,对NH₂?Fe₃O₄@PEG@ZnO复合材料的光催化降解性能进行研究,采用单因素法探究Fe与Zn的原子比(n(Fe)∶n(Zn))、合成温度、表面活性剂种类及用量对NH₂—Fe₃O₄@PEG@ZnO复合材料光催化降解性能的影响。结果表明,n(Fe)∶n(Zn)=1∶15、水热合成温度为180℃制备的NH₂—Fe₃O₄@ZnO复合材料具有良好的光降解性能,0.0500 g NH₂—Fe₃O₄@ZnO复合材料在紫外光照射20 min内对50 mL RhB(1.0×10?5 mol·L?1)溶液降解率为90.36%。而相同条件制备的NH₂—Fe₃O₄@PEG@ZnO复合材料呈微球状,比表面积为11.43 m2·g?1,禁带宽度为2.51 eV,对RhB的光催化降解率可提高至99.36%,循环使用10次后,其对RhB的光催化降解率仍可达96.48%,PEG-400对NH₂—Fe₃O₄@ZnO复合材料的光催化活性具有较大的协同效应。      

磁性核壳Ag/PDA@SiO2@CoFe2O4复合纳米材料的制备、表征及其抑菌性能研究

采用溶剂热法制备单分散的CoFe₂O₄亚微米球, 分别用正硅酸乙酯(TEOS)和多巴胺(DA)为前体通过溶胶-凝胶法和自聚合法对CoFe₂O₄核表面进行修饰形成具有多层核壳结构的PDA@SiO₂@CoFe₂O₄, 最外层为聚多巴胺(PDA)。采用原位还原法在PDA表面沉积均匀的银纳米粒子, 合成Ag/PDA@SiO₂@CoFe₂O₄磁性复合粒子。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、振动探针式磁强计(VSM)和电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OES)对样品的形貌、结构等进行表征, 并研究其对大肠杆菌(E.Coli)和金黄色葡萄球菌(S.Aureas)的抑菌性能。结果表明, 当Ag浓度在0.6 mg/mL时, Ag/PDA@SiO₂@CoFe₂O₄对E.Coli和S.Aureas的抑菌率均在92%以上。除了优异的抑菌性能, 它具有很强的磁性, 可以通过外加磁场回收利用。