Fe_2O_3/TiO_2纳米复合材料对304不锈钢的光生阴极保护性能

采用化学浴法在阳极氧化的TiO_2纳米管表面沉积Fe_2O_3,制备Fe_2O_3/TiO_2纳米复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等手段对材料的形貌、晶相、成分、光响应性等进行表征。通过测试可见光下开/闭光时的开路电位(OCP)、光致激发电流(i-t)、电化学阻抗谱(EIS)等研究复合材料的光电性能。结果表明,Fe_2O_3纳米颗粒的修饰能增加TiO_2纳米管对可见光的利用效率,增强阴极保护性能。0.05 mol/L Fe(NO_3)_3制备的Fe_2O_3/TiO_2纳米复合材料在可见光下,耦联304不锈钢后光生电位达-740mV,比纯TiO_2纳米管低约300 mV,对304不锈钢起到更好的阴极保护效果。     

CuO/BiFeO_3异质结光催化还原溶液中U(Ⅵ)的性能

通过湿浸渍法制备了CuO/BiFeO_3可见光响应异质结光催化剂,通过SEM、XRD、XPS、UV-Vis等分析手段对材料进行表征,并在室温下以氙灯为光源,探讨CuO/BiFeO_3异质结复合催化剂光催化还原溶液中U(Ⅵ)的性能,并对光催化还原机理进行了初步分析。结果表明,CuO颗粒呈球状,表面光滑,为单斜晶型。BiFeO_3由不规则的颗粒团聚成层状,为钙钛矿结构。与纯CuO和BiFeO_3相比,含10%CuO的CuO/BiFeO_3对U(Ⅵ)的光催化还原效果最好,其去除效率远高于纯CuO和BiFeO_3的;在可见光照射下催化反应100min时,U(Ⅵ)的去除率达96%以上。该催化剂光催化活性的提升主要是由于在CuO和BiFeO_3界面上形成的p-n异质结结构有效地抑制了光生电子与空穴的复合,增强了界面电荷传输效率,使光催化效率得到了提高。光催化剂循环使用4次后,U(Ⅵ)的去除率仍在80%左右,说明其稳定性比较好。     

Fe-Zn化合物粘附的不锈钢高温水腐蚀氧化物显微结构表征

研究Fe-Zn化合物粘附的304不锈钢在高温高压水中的腐蚀行为,采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射分析仪(XRD)和同步辐射率入射衍射(SR-GIXRD)评价生长氧化物的显微结构,讨论Fe-Zn化合物粘附对不锈钢基体腐蚀性能的影响。结果表明,不锈钢在300℃水中腐蚀后,表面生长细小Fe_2O_3氧化物和外层块状或片状的Fe_3O_4氧化物。Fe-Zn化合物粘附的不锈钢经过高温高压水腐蚀后,Fe-Zn化合物主要转变成ZnO,随着腐蚀时间的增加,腐蚀产物ZnO逐渐脱落,样品的失重量不断增加;腐蚀时间增加到360和480 h,不锈钢表面较细小的Fe_2O_3氧化物颗粒显露,样品的失重量变化不大。通过SR-GIXRD能够表征较薄的Fe_2O_3氧化膜,而普通XRD不能准确表征。     

PVA加入量对铁酸铋粉体水热合成相变和形貌演变的影响（英文）

采用水热合成法,通过调整PVA的加入量实现了对合成铁酸铋的相变和形貌的控制,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行了表征。结果表叫,少量PVA的加入会使得铁酸铋产物中Bi/Fe的摩尔比降低,但是,更多PVA的加入将使产物中Bi/Fe的摩尔比升高。加入PVA的量(16 g/L)从0 mL增大到5 mL时,对应形成的相为BiFeO_3和Bi_2Fe_4O_9,当PVA的加入量增大到10 mL和15 mL时,得到的相是Bi_(25)FeO_(40)或Bi_(46)Fe_2O_(72)。相应的,反应产物的形貌演变从块状集合中空结构和纳米片混合→纳米片→纳米片和束状结构混合→束状结构。对PVA的加入如何影响产物的相的机制进行了简单讨论。     

不同形状纳米Fe_3O_4水基磁悬液对人工裂纹缺陷试块的磁粉检测

用两种不同的方法制备了球形及条形颗粒的Fe_3O_4磁悬液,并用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)分析测试手段对制备的样品进行了表征。将制备的两种形状的Fe_3O_4磁悬液用于对制作的裂纹试块进行磁粉检测。试验结果表明:在磁化过程中,纯球形纳米Fe_3O_4向缺陷漏磁场处聚集较快,裂纹显示清晰具体;撤走外加磁场后,受磁悬液的扰动,缺陷磁痕被破坏;使用纯球形纳米Fe_3O_4磁悬液所得缺陷磁痕显示不如使用条形纳米Fe_3O_4磁悬液所得磁痕显示清晰。     

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。     

TiO_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂的制备及光催化性能

以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯为原料,采用共沉淀法获得磁性的石墨烯-Fe_3O_4载体,进而采用水热法制备出TiO_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及固体紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)对产物进行表征,并通过在紫外光和可见光下对亚甲基蓝的降解来评价复合光催化剂的催化性能及稳定性能。结果表明,Ti O_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解符合拟一级动力学模型。该复合催化剂在紫外光和可见光下均具有较好的光催化性能,且催化活性均高于纯Ti O_2。石墨烯由于担当了载体和电子受体,增强了Ti O_2在可见光区域的吸收,能有效提高对目标污染物的光催化降解活性,同时通过添加磁性Fe_3O_4,进一步提高了其回收再利用性。     

载银磁性Fe_3O_4纳米粒子的制备与催化及抗菌性能

利用磁性纳米粒子Fe_3O_4表面的聚多巴胺(PDA)对银离子的吸附作用,采用种子诱导法制备了载银磁性纳米粒子(PDA-Fe_3O_4@Ag)。采用UV-Vis(紫外-可见)光谱对PDA-Fe_3O_4@Ag纳米粒子的制备过程进行了分析,采用FTIR(红外光谱)、XRD(X射线衍射仪)、TEM(透射电镜)和VSM(振动样品磁强计)等手段对所得的PDA-Fe_3O_4@Ag粒子进行表征;研究了PDA-Fe_3O_4@Ag对4-硝基苯酚还原反应的催化作用,还测试了其抗菌性能。结果表明,纳米金种子的存在是制备PDA-Fe_3O_4@Ag纳米粒子的关键;在外加磁场作用下该磁性催化剂可以容易地从反应体系中分离,经多次循环使用后仍具有良好的催化性能;此外PDA-Fe_3O_4@Ag纳米粒子具有杀菌性能,且经磁分离回收循环利用5次后仍呈现对金黄色葡萄球菌较好的杀菌效果。     

固态颗粒对TC4合金磨损行为的影响

在TC4合金/GCr15钢摩擦界面分别添加MoS_2、Fe_2O_3等固态颗粒,研究两种颗粒对TC4合金磨损行为的影响;采用XRD、SEM、EDS等手段表征TC4合金的磨损特征,并探讨磨损机制。结果表明:TC4合金具有较差的耐磨性,而两种颗粒显著改变其磨损性能。当MoS_2或Fe_2O_3在磨损表面形成连续的固态颗粒层时,TC4合金的磨损质量损失显著下降。Fe_2O_3颗粒层具有较强的承载能力,可以保护钛合金避免磨损;而MoS_2层在高载下容易破碎,TC4合金失去保护作用,磨损增加。无添加及MoS_2层破碎时,TC4合金以磨粒和粘着等严重磨损机制为主,当磨损表面连续覆盖固态颗粒层时由严重磨损向轻微磨损转变。     

磁性Fe3O4/活性炭对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

目的获得吸附性能、磁分离性能和再生性能较佳的磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂(MAC)。方法通过化学共沉淀法制备出磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂。采用X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对活性炭进行表征。使用磁性Fe_3O_4/活性炭吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ),考察吸附剂用量、吸附pH值和吸附时间对吸附性能的影响,并研究了吸附动力学模型。利用磁铁对磁性Fe_3O_4/活性炭进行了回收。结果制备的磁性Fe_3O_4/活性炭中含有纯度较高的立方相磁性Fe_3O_4粒子。在温度为25℃、pH=3、吸附时间为120 min、吸附剂用量为0.15 g时,对Cr(Ⅵ)的去除率最高,达到了97.44%,吸附动力学符合拟二级动力学模型。电镀废水中共存阳离子会使吸附性能增强,共存阴离子会使吸附性能降低。磁性Fe_3O_4/活性炭的回收率达93.58%,6次解吸-再生后,吸附量仍较高,为27.17 mg/g。结论磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂对电镀废水中的Cr(Ⅵ)具有较高的去除率,吸附剂回收方法简单,回收率高,具有较好的应用前景。     

微波协助溶胶-凝胶法制备Ca_2Fe_2O_5及其光催化性能

钙钛矿型复合氧化物Ca_2Fe_2O_5是一种新型的窄带隙半导体光催化材料。以Fe(NO_3)_3×9H_2O、Ca(NO_3)_2×4H_2O、聚乙烯醇和尿素为主要原料,采用微波协助溶胶-凝胶法成功制备了Ca_2Fe_2O_5。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和漫反射谱(DRS)对Ca_2Fe_2O_5进行了表征,并研究了煅烧温度对Ca2Fe_2O_5光催化性能的影响。结果表明:700~1000℃煅烧都能得到Ca2Fe2O5;其中,800℃煅烧得到的Ca_2Fe_2O_5光催化性能最佳,其粒径为80~100nm,带隙吸收边波长为548nm,对应带隙宽度为2.3eV;在可见光条件下,800℃煅烧得到的纳米Ca2Fe2O5对模拟污水甲基橙表现出了优良的光催化降解性能。微波协助溶胶-凝胶法制备的Ca_2Fe_2O_5光催化活性明显优于单一溶胶-凝胶法制备的Ca2Fe2O5,是一种在污水处理方面具有应用前景的可见光催化剂。     

二维ZnO/ Bi3.9Zn0.4V1.7O10.5纳米异质结构的制备及其可见光催化活性

表面建造是提高半导体光催化活性的一种有效方法。本文利用Zn5(CO3)2(OH)6纳米片为基底沉积了BiVO4再通过煅烧成功制备了二维ZnO/Bi3.9Zn0.4V1.7O10.5复合纳米片。通过X射线衍射,透射电镜和元素映像技术表征了所制样品。结果显示随着锌与铋的原子比的上升,ZnO多孔片状的表面逐渐变成Bi3.9Zn0.4V1.7O10.5物质。但其比例高于1:0.02时,在片状Bi3.9Zn0.4V1.7O10.5的区域表面又生长出BiVO4纳米颗粒。漫反射光谱测试显示出ZnO/Bi3.9Zn0.4V1.7O10.5复合物随着锌与铋的原子比的上升其在400~600 nm可见光区的吸收逐渐增强。所制样品在可见光（波长大于420 nm）进行了光催化降解罗丹明B的测试,结果表明在所制样品中,锌与铋的原子比为1:0.0133的ZnO/Bi3.9Zn0.4V1.7O10.5纳米片虽然其可见光的吸收并没有明显增强但却表现出最佳的光催化活性。荧光与电化学测试得出了低含量BZVO的ZnO纳米片可见光催化活性的提高主要是因为表面ZnO/Bi3.9Zn0.4V1.7O10.5异质结构提高了光生载流子的分离与传送。这种二维材料的表面建造有利于光催化的进行。因此,此法可应用于其它二维纳米材料的建造以提高光催化活性。     

静电自组装制备Fe2O3-PANI复合粒子的结构与性能

以十六烷基三甲基溴化铵对α-Fe_2O_3纳米颗粒进行表面修饰,控制体系pH值,将聚苯乙烯磺酸钠(PSS)掺杂的纳米聚苯胺(PANI)静电自组装在α-Fe_2O_3粒子表面,形成结构均匀的Fe_2O_3-PANI复合粒子.系统研究了体系的pH值、反应温度、反应时间等因素对复合粒子结构的影响,确定了形成结构均匀复合粒子的最佳工艺条件.应用TEM,XRD,FTIR和电化学工作站对复合粒子进行了结构和性能表征.循环伏安曲线和FTIR光谱分析结果表明,与PANI相比,Fe_2O_3-PANI复合粒子保持了PANI良好的电化学活性,红外吸收能力增强.     

ZnAl_2O_4纳米颗粒的制备与光学性能

以硝酸锌和硝酸铝为原料,以CTAB为表面活性剂,通过水热法成功制备了尖晶石型ZnAl_2O_4纳米晶。并利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和选区电子衍射(SAED)、X射线能量色散分析谱仪(XEDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外可见吸收光谱(UV-vis)等测试技术对样品的晶体结构、化学成分、形貌和光学性能进行表征。实验结果表明:本方法所制备的ZnAl_2O_4为单相的尖晶石结构,晶化程度良好,晶格点阵发生了膨胀;样品形貌为颗粒状结构,颗粒尺寸在20 nm左右,颗粒形状规则且大小均匀,分散性较好。ZnAl_2O_4纳米晶具有较强的紫外吸收能力,UV-vis光谱发现样品的光学带隙减小,可能是由纳米颗粒的表面效应引起的。     

Fe2O3在钛合金干滑动磨损及摩擦层形成中的作用

通过在Ti6Al4V合金滑动界面人工添加Fe_2O_3纳米颗粒及其与TiO_2、MoS_2的混合物,试图促进含Fe_2O_3摩擦层在室温下的快速形成;研究了Fe_2O_3、TiO_2、MoS_2在钛合金滑动过程中的作用,并探讨Fe_2O_3相对含量对钛合金磨损行为及磨损机制的影响。结果表明:干滑动下的Ti6Al4V合金耐磨性较差,磨面添加的TiO_2进一步加速磨损,MoS_2一定程度上降低了磨损但并不显著,而Fe_2O_3完全抑制磨损但增大了摩擦系数。高载下,富TiO_2、MoS_2颗粒并不能形成摩擦层,反而聚集在磨面犁沟或者凹坑处,而富Fe_2O_3则容易形成致密的摩擦层覆盖于磨损表面,这证实了钛合金高温耐磨性的改善是由于Fe_2O_3的出现。混合MoS_2+80%(质量分数)Fe_2O_3形成的摩擦层,兼具MoS_2的润滑性和Fe_2O_3的承载能力,给Ti6Al4V合金带来最佳的摩擦磨损性能。     

Q345钢预热时间对熔结环氧粉末涂层防护性能的影响Ⅰ:界面结合性能分析

通过拉伸实验和湿附着力评级实验,研究了210℃下基体的预热时间对熔结环氧粉末涂层/Q345钢界面结合性能的影响。结果表明,预热时间对涂层体系结合性能影响显著,Q345基体在210℃下预热6 h其结合性能达到最佳。采用CLSM、AFM和XPS等表面测试技术分别对基体表面形貌、粗糙度和化学成分进行表征,并探讨基体表面状态与涂层体系结合性能的相关性。结果表明,预热处理使得Q345基体表面生成致密氧化膜,氧化膜成分由外到内依次为Fe_2O_3层和Fe_3O_4层。随着预热时间延长,表层Fe_2O_3厚度基本不变,内层Fe_3O_4逐渐增厚,基体表面粗糙度改变;基体表面粗糙度的改变影响涂层体系结合性能。     

氨基与羧基对Fe_3O_4纳米颗粒合成的影响

使用共沉淀法利用含有氨基的壳聚糖、含有羧基的柠檬酸钠调控合成了原位包覆的Fe_3O_4纳米颗粒,并研究了氨基与羧基在调控合成Fe_3O_4纳米颗粒方面的规律及机理.通过改变氨基、羧基的用量可实现不同尺寸Fe_3O_4纳米颗粒的可控合成.此外氨基与羧基的共同调控可合成粒度约10 nm的Fe_3O_4纳米颗粒.     

Fe_2O_3-HNTs杂化材料的制备及其对环氧树脂涂层性能的影响

通过化学沉淀法实现了纳米三氧化二铁(Fe_2O_3)在埃洛石纳米管(HNTs)表面的均匀负载,得到相应的Fe_2O_3-HNTs杂化材料。通过X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)以及扫描电子显微镜(SEM)等对负载效果进行了表征。然后利用硅烷偶联剂KH560对Fe_2O_3-HNTs杂化材料进行表面改性处理,并与环氧树脂复合,制得Fe_2O_3-HNTs/EP复合涂层。通过摩擦磨损试验、电化学阻抗谱(EIS)测试分析了该复合涂层的耐磨性及耐蚀性。结果表明:与纯环氧树脂涂层相比,Fe_2O_3-HNTs/EP复合涂层在耐磨性,韧性,抗腐蚀介质渗透等方面都有所提高。     

二维ZnO/Bi_(3.9)Zn_(0.4)V_(1.7)O_(10.5)纳米异质结构的制备及其可见光催化活性（英文）

利用Zn_5(CO_3)_2(OH)_6纳米片为基底沉积了BiVO4再通过煅烧成功制备了二维ZnO/Bi_(3.9)Zn_(0.4)V_(1.7)O_(10.5)复合纳米片。通过X射线衍射,透射电镜和元素映像技术表征了所制样品。结果显示随着锌与铋的原子比的上升,ZnO多孔片状的表面逐渐变成Bi_(3.9)Zn_(0.4)V_(1.7)O_(10.5)物质。但其比例高于1:0.02时,在片状ZnO/Bi_(3.9)Zn_(0.4)V_(1.7)O_(10.5)的区域表面又生长出BiVO_4纳米颗粒。漫反射光谱测试显示出ZnO/Bi_(3.9)Zn_(0.4)V_(1.7)O_(10.5)复合物随着锌与铋的原子比的上升其在400～600 nm可见光区的吸收逐渐增强。所制样品在可见光(波长大于420nm)进行了光催化降解罗丹明B的测试,结果表明在所制样品中,锌与铋的原子比为1:0.0133的ZnO/Bi_(3.9)Zn_(0.4)V_(1.7)O_(10.5)纳米片虽然其可见光的吸收并没有明显增强但却表现出最佳的光催化活性。荧光与电化学测试得出了低含量BZVO的ZnO纳米片可见光催化活性的提高主要是因为表面ZnO/Bi_(3.9)Zn_(0.4)V_(1.7)O_(10.5)异质结构提高了光生载流子的分离与传送。这种二维材料的表面建造有利于光催化的进行。因此,此法可应用于其它二维纳米材料的建造以提高光催化活性。     

基于可见光磁性纳米γ-Fe_2O_3/TiO_2纳米管复合光催化剂（英文）

研究了基于可见光的磁性复合光催化剂纳米γ-Fe_2O_3/TiO_(2(NT))异质结阵列的制备方法,还研究了磁性复合光催化剂的表面形貌、微观结构、磁性能及其对亚甲基蓝的催化降解活性作用。结果表明,磁性复合光催化剂中的TiO_2纳米管阵列呈高度有序,其直径约55 nm、壁厚约10 nm,沉积在上面的γ-Fe_2O_3颗粒粒径约15 nm。复合光催化剂MHP呈超顺磁性,其超顺磁性来源于γ-Fe_2O_3的小尺寸效应。在可见光的照射下γ-Fe_2O_3/TiO_(2(NT))的光催化性能明显大于Fe_3O_4/TiO_(2(NT))或纯TiO_(2(NT))。γ-Fe_2O_3和TiO_(2(NT))之间的相互作用有利于电荷分离,并将TiO_(2(NT))红移至可见光区。此外,γ-Fe_2O_3和TiO_(2(NT))之间所形成的异质结结构有利于阻止光电子和空穴之间的复合。