碳／四氧化三铁纳米复合材料合成研究

为提高四氧化三铁纳米粒子的催化活性和稳定性,采用均匀沉淀方法制备了活性炭/四氧化三铁(AC/ Fe3O4)粒子和碳纳米管/四氧化三铁(CNTs/Fe3O4)粒子两种复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)以及热重分析(TGA)对复合粒子进行了表征,并测定了它们的电化学性能.研究结果表明:采用该方法制备的四氧化三铁粒子纯度高、大小均匀,粒径在40～100 nm;CNTs/Fe3O4中的四氧化三铁粒子粒径较AC/Fe3O4中的更小;经过超声波作用后CNTs/Fe3O4的稳定性较好,而AC/Fe3O4的稳定性很差;两种复合材料均能改善镧镁镍合金的放电比容量和稳定性.     

锂离子电池用Fe_3O_4/纳米碳复合材料的制备及性能

以苯甲醇为溶剂和还原剂,溶剂热法一步合成四氧化三铁/石墨烯-碳纳米管(Fe3O4/r-GOCNTs)三元复合材料。X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和高倍透射电镜(HRTEM)测试显示,Fe3O4纳米晶体的生成与氧化石墨烯的还原是同时发生的,Fe3O4的尺寸约为10 nm,均匀且稳固地生长在r-GO片层和CNTs组成的三维网络结构上。电极材料在0.1 A/g下循环100次之后可逆比容量为840 mA·h/g,循环稳定性明显优于纯Fe3O4电极。     

Fe_3O_4@SiO_2磁性催化剂载体的制备及表征

以正硅酸乙酯作为硅源,采用沉淀法将四氧化三铁颗粒包覆在二氧化硅中,制备了Fe3O4@SiO2磁性催化剂载体材料。考察了氨水浓度、正硅酸乙酯浓度和四氧化三铁加入量对样品包覆率的影响,并对样品的物相和显微结构做了表征。结果表明:正硅酸乙酯可作为制备Fe3O4@SiO2磁性催化剂载体的硅源;在氨水浓度为0.4 mol/L、正硅酸乙酯浓度为0.02 mol/L、Fe3O4加入量为0.04 g的适宜反应条件下,样品包覆率为99%;二氧化硅有效包覆了四氧化三铁颗粒,但团聚较严重。     

Fe_3O_4/PANI复合材料及其电磁性能研究

通过乳液聚合法制备了四氧化三铁/聚苯胺(Fe3O4/PANI)复合材料,并通过纳米粒度仪、傅里叶变换红外光谱、振动样品磁强计、矢量网络分析仪分别对不同比例复合的四氧化三铁/聚苯胺复合材料进行结构与性能表征。分析结果表明,乳液聚合法能将四氧化三铁和聚苯胺很好的复合,随着四氧化三铁含量的增加,复合粒子的粒径逐渐增大,饱和磁化强度增大;同时吸波性能测试结果表明,与复合前的聚苯胺以及四氧化三铁相比,四氧化三铁/聚苯胺复合材料的电磁屏蔽性能明显增强。     

四氧化三铁/石墨烯复合锂离子电池负极材料制备及性能研究

采用水热法成功制备了Fe3O4/石墨烯复合材料,用XRD和SEM等手段对复合材料的结构和形貌进行表征,结果表明Fe3O4颗粒细小且分布均匀,与石墨烯交叠复合在一起,此结构能有效地提高两种材料的协同效应;通过恒流充放电测试对复合材料的电化学性能进行分析,结果表明Fe3O4/石墨烯的储锂性能优于单一的四氧化三铁和石墨烯,30次循环后,可逆容量为1086mAh·g-1,且循环性能优异。     

苯乙烯丙烯酸正丁酯共聚物/Fe3O4复合材料的制备与表征

采用原位聚合法制备了苯乙烯丙烯酸正丁酯共聚物（PSb）/四氧化三铁（Fe3O4）纳米复合材料,并通过傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜、X射线衍射仪、综合物理特性测量系统对该复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明：Fe3O4纳米粒子直径约9 nm,同时能较均匀地分散在PSb中且无明显团聚;该复合材料具有良好的超顺磁性;XRD图谱中Fe3O4特征峰随着复合材料中Fe3O4含量的增加而逐渐增强;同时Fe3O4纳米粒子的加入提高了PSb的热稳定性。     

聚丙烯/四氧化三铁纳米复合材料的制备、表征及磁性能研究

采用固态高速搅拌预混-熔融密炼过程制备了磁性聚丙烯(PP)/四氧化三铁(Fe3O4)纳米复合材料,并分别利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、示差扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)和振动样品磁强计(VSM)对获得的复合材料的形貌、结构及磁性能进行了表征。结果显示:Fe3O4纳米粒子质量分数为5%时在聚合物基体中分散良好,基本呈单颗粒分散;随着Fe3O4含量的增加,粒子在PP基体中团聚程度加剧。Fe3O4和PP在复合材料中保持了各自的晶相结构,但是Fe3O4的加入降低了PP的结晶程度。同时,Fe3O4的加入提高了PP的热稳定性。振动样品磁强计(VSM)的结果表明:复合材料的饱和磁化强度(Ms)随Fe3O4含量的增加而增加,并呈线性的依赖关系;矫顽力(Hc)和剩余磁化强度(Mr)均很小,所制得的磁性纳米复合材料近似呈超顺磁性;该研究为磁性高分子纳米复合材料的制备提供了一种简单易行,Fe3O4纳米粒子在聚合物基体中良好分散,并且可以大批量生产磁性纳米复合材料的方法,并可能促进PP/Fe3O4纳米复合材料在电磁屏蔽和微波吸收等领域的应用。     

Fe3O4@SiO2/HDI-CNTs/PUU纳米复合材料的制备与性能研究

为了拓宽形状记忆高分子材料聚(脲-氨酯)的形状记忆响应方式,向聚(脲-氨酯)基体中添加四氧化三铁纳米粒子和碳纳米管。为了改善四氧化三铁纳米粒子在基体中的分散性,对四氧化三铁纳米粒子进行了Si O_2包覆;为了避免碳纳米管在基体发生自聚,向碳纳米管表面引入异氰酸酯基团,从而使碳纳米管以化学键合的方式分散在基体中。通过对Fe_3O_4@Si O_2/HDI-CNTs/PUU纳米复合材料的结构、拉伸性能、形状记忆性能等的研究,结果表明,当Fe_3O_4@Si O_2添加量为5%,HDI-CNTs添加量为3%时,材料的综合性能较优。     

静电自组装碳纳米管/壳聚糖复合材料

采用化学氧化法制备了表面带负电荷的多壁碳纳米管水溶胶,通过静电作用力与带正电荷的壳聚糖自组装,制备出生物兼容性的碳纳米管/壳聚糖复合材料.通过调节pH值控制氧化碳纳米管和壳聚糖的Zeta势(表面电势),从而改变颗粒表面电荷类型和电势强弱,以及复合体系黏度发生的变化,使用NDJ-79旋转黏度计、红外光谱(FTIR)、高分辨透射电镜(HRTEM)和热重分析仪(TGA)对碳纳米管/壳聚糖复合材料进行表征,发现pH=5时碳纳米管/壳聚糖复合体系的黏度最低,表明碳纳米管与壳聚糖具有强的静电作用,得到性能稳定的碳纳米管/壳聚糖复合材料,厚度约4nm规整非晶薄层壳聚糖;热重分析表明复合材料中壳聚糖的质量分数达到40%.     

改性碳纳米管增强热塑性聚氨酯复合材料的性能研究

以碳纳米管（CNTs）和热塑性聚氨酯（TPU）为原料,通过硫酸（H₂SO₄）/硝酸（HNO₃）混合溶液处理碳纳米管颗粒表面以达到改性的效果,使用改性过后的碳纳米管熔融共混制备出TPU/CNTs复合材料。研究了不同含量的CNTs对TPU基体的流变、力学、耐磨性以及热性能的影响。结果表明, 改性过后的CNTs在TPU基体中形成了良好的分散性和相容性;TPU/CNTs复合材料在高频剪切下保留了复合材料的加工流动性,并且复合材料的拉伸强度以及耐磨性相较于TPU有明显的增强,其中在改性碳纳米管含量较低时,复合材料的力学性能改善较为明显;改性CNTs的加入提高了TPU基体的熔融温度和结晶度;改性CNTs的加入提高了复合材料的热降解温度,提高了TPU基体的热稳定性。     

Fe2O3/CNTs纳米粒子的制备及其对高氯酸铵燃速的催化作用

采用液相沉淀法制备沉积于碳纳米管（CNTs）表面的Fe2O3复合纳米催化剂,用透射电子显微镜（TEM）和光电子能谱（XPS）对制备的Fe2O3／CNTs复合纳米催化剂进行表征,研究了Fe2O3／CNTs复合纳米催化剂对高氯酸铵（AP）燃烧的催化性能。结果表明,纳米级Fe2O3颗粒均匀包覆在CNTs表面,Fe2O3／CNTs复合纳米催化剂能明显降低AP的分解温度,提高AP单元推进剂的燃速;Fe2O3／CNTs复合纳米催化剂对AP的催化活性明显优于纳米Fe2O3、纳米Fe2O3和CNTs的简单混合催化剂。     

Experimental and mathematical modeling of Cr(Ⅵ) removal using nano-magnetic Fe_3O_4-coated perlite from the liquid phase

Modification of perlite using nano-magnetic iron oxide was implemented to produce nano-magneticFe_3O_4-coated perlite composite(Fe_3O_4/Perlite). The prepared composite was characterized using Scanning Electron Microscopy, Fourier-Transform Infrared spectroscopy and Powder X-ray Fluorescence. The potentiality of both perlite and Fe_3O_4/Perlite composite to eliminate Cr(VI) from the environmentally relevant water was investigated.The influence of main factors which could affect the adsorption was studied including; pH of medium, shaking time and Cr(VI) ions concentration. The experimental outcome demonstrated that the modification of perlite by nano-magnetic Fe_3O_4 showed a significantly enhanced Cr(VI) removal efficiency relative to that of unmodified perlite. From the kinetic studies, the experimental data fitted well with the pseudo-second-order model. Moreover, it proposes that Langmuir isotherm is more adequate than the Freundlich isotherm for both perlite and modified perlite. The results recommended that Fe_3O_4/Perlite composite had a great potential as an economic and efficient adsorbent of Cr(VI) from contaminated water, which has huge application potential.     

聚合物乳液法表面修饰改性Fe_3O_4磁性纳米粒子特性研究

探讨了一种聚合物乳液在机械搅拌下,改性修饰Fe3O4纳米粒子表面,制备Fe3O4-聚合物复合粒子的方法。含羧基基团的柔软的聚合物乳胶粒子在机械搅拌作用下,与Fe3O4纳米粒子碰撞,变形,并通过物理粘附及羧基活性基团的化学吸附作用来包覆Fe3O4纳米粒子。在透射电子显微镜下可看到Fe3O4粒径约为5~20 nm,被聚合物包覆,虽存在团聚,但团聚体尺寸也仅100 nm左右,且团聚体中的Fe3O4纳米粒子也为聚合物隔开,纳米粒子得到了良好的分散。通过红外、热失重、接触角等的测试分析,进一步证实乳液聚合物对Fe3O4纳米粒子实现了表面修饰。实验结果表明,改性用聚合物的Tg以及复合温度是影响聚合物对Fe3O4纳米粒子包覆的重要因素之一。     

含磁性γ-Fe2O3核的TiO2/Al2O3催化剂的制备及光催化性能

TiO2作为光催化剂,可有效地用于水处理,但存在催化剂如何回收再利用和反应器怎样放大设计的问题。该文提出了含磁性核的TiO2催化剂的合成方法,并对典型污染物的降解作了动力学研究,力求解决此类问题。首先,采用共沉法和溶胶-凝胶法制得磁载光催化剂TiO2/A l2O3/γ-Fe2O3,并对该催化剂分别用TEM和XRD进行了形貌和晶相表征。随后,研究了该催化剂对可溶性染料中间体对硝基甲苯邻磺酸(NTS)和直接耐酸大红染料(4BS)的光催化降解性能。结果表明:该催化剂在水溶液中具有良好的分散效果和较高的催化活性,以250 W高压汞灯为光源,经1.5 h的光催化降解,染料去除率可达90%以上;在外加磁场的作用下,催化剂可与液相迅速分离。经实验数据处理,发现NTS在该催化剂上的光催化降解过程符合零级反应动力学模型。     

Preparation of MgO-Fe_3O_4 Materials and Their Corrosion Resistance to AIF_3-Na_3AIF_6-K_3AIF_6

In the present paper,novel sidewall materials for aluminum reduction cell were prepared in air using magnesia and magnetite as starting materials. The sintering behaviors of the specimens were investigated by means of X- ray diffraction( XRD) and scanning electron microscope( SEM). And corrosion tests in a Na_3 AlF_6- AlF_3- K_3 AlF_6 bath were conducted to evaluate the electrolyte corrosion resistance. The results show that the Fe_3O_4 phase is transformed into Fe_2O_3 at high temperatures,which in turn reacts with the MgO added to form MgFe_2O_4 spinel. And with increasing the MgO content from 0 to 30 mass%,densification of the specimens decreases mainly due to larger volume expansion resulting from formation of more Mg Fe_2O_4. The corrosion tests show that corrosion layers are produced in all the MgO added specimens. However,for specimens containing Mg Fe_2O_4 phase only,Mg( Al,Fe)_2O_4composite spinel layers are also generated,which remarkably improve the corrosion resistance of the specimens.     

用嗜热四膜虫模型研究铁系纳米材料对环境生物体的安全效应

采用嗜热四膜虫模型,探讨在水体富营养化治理中三种铁系纳米材料的环境安全效应。分别将纳米磁性氧化铁(Fe3O4)、纳米磁性氧化铁(Fe3O4)/沸石复合体,铁掺杂型纳米沸石材料作用于嗜热四膜虫生物模型,采用血球计数法观察不同铁系纳米材料对于嗜热四膜虫生长的抑制作用,并用热台偏光显微镜观察相应嗜热四膜虫形态变化。结果表明:(1)不同化学形态铁系纳米材料对于嗜热四膜虫生长抑制情况存在差异,其中纳米磁性氧化铁(Fe3O4)最为敏感;(2)嗜热四膜虫的生长抑制率同加入的铁系纳米材料固/液浓度比间(0.1g/L、0.5g/L和1.0g/L)存在明显正相关性。     

水基稳定分散的靶向药物用纳米Fe3O4的制备

用于靶向抗癌药物微球的磁性Fe3O4颗粒必须具有合适的粒径,并且保证其不发生团聚。采用化学共沉淀法制备了纳米Fe3O4磁性颗粒,XRD分析证实了产物的主要组成为立方晶系Fe3O4;粒度分析表明,产物平均粒径16.3 nm左右,粒径分布宽度约5.8 nm;采用高分辨透射电镜(HRTEM)观察产物形貌,证明纳米Fe3O4胶体溶液中磁性粒子呈球形分布,且未发生明显的团聚现象;测得Fe3O4胶体溶液ζ电位为+39.9 mV,颗粒吸附溶液中的C l-离子形成了吸附双电层结构,较强的静电排斥力阻止纳米粒子团聚,因此,制得的纳米Fe3O4胶体溶液具有很强的分散稳定性。     

四氧化三铁纳米粉的制备方法及应用

对纳米级四氧化三铁的制备方法，例如沉淀法、微乳液法、水热法及高温热分解法等，做了详细的阐述说明和分析比较。同时对纳米级四氧化三铁在磁性液体、磁记录材料、生物靶向材料、微波吸收材料、静电复印显影剂以及高梯度磁分离器等方面的应用做了详细阐述。最后对纳米级四氧化三铁的制备方法及应用做了展望。     

添加磁性纳米粒子制备气体分离功能炭膜

以聚酰胺酸为炭膜前驱体,分别以Fe_3O_4、γ-Fe_2O_3、Zn_(0.5)Ni_(0.5)Fe_2O_4以及二茂铁为掺杂物,经高温热解制备了4种Fe系物质掺杂的气体分离功能炭膜,对所制备的功能炭膜微结构及磁性能进行了表征.结果表明,各掺杂物在热解炭化过程中发生了物相结构的变化,其中Fe_3O_4和Zn_(0.5)Ni_(0.5)Fe_2O_4纳米粒子对前驱体起到了催化石墨化的作用.气体渗透测试结果表明,各掺杂物所制备的功能炭膜以分子筛分机理为主导进行气体分离,且气体渗透性能都有了显著的提高,特别是小分子气体H2渗透性最大提高了近48倍,Fe3O4掺杂所制备的功能炭膜,其H_2、CO_2、O_2、N_2和CH_4等单组分气体的渗透系数分别达到了12 194、3 433、1 175、136和74 Barters[1Barter=1×10~(-10)cm~3(STP)·cm/cm~2·s·cmHg].经FeO_4、γ-Fe_2O_3和Zn_(0.5)Ni_(0.5)Fe_2O_4掺杂制备的功能炭膜更是提高了H_2/CO_2的分离选择性.     

AA-APES-HPA三元共聚物阻垢性能研究

研究了以丙烯酸(AA)-烯丙基聚乙氧基磺酸铵(APES)-丙烯酸羟丙酯(HPA)为原料、水相聚合制备的三元共聚物的阻垢分散性能,实验表明共聚物阻磷酸钙、硫酸钙、分散氧化铁性能优越。