Fe_3O_4/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

以FeCl_3·6H_2O和FeCl_2·4H_2O为铁源,以Na OH溶液为沉淀剂,选择共沉淀法制备Fe_3O_4∕石墨烯复合物。以Fe~(2+)和Fe~(3+)的浓度作为变量制得5种不同比例的Fe_3O_4/石墨烯纳米复合材料,然后将所得复合材料压制成电极片,组装成超级电容器后进行循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测试,探究Fe_3O_4与石墨烯的含量比对复合材料电化学性能的影响。结果表明,当FeCl_3·4H_2O和FeCl_2·4H_2O用量分别为0.456 g和0.665 g,氧化石墨烯用量为150 mg时,所制备复合材料的电化学性能最佳,比电容可达510 F/g。     

Fe_3O_4/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

以FeCl_3·6H_2O和FeCl_2·4H_2O为铁源,以Na OH溶液为沉淀剂,选择共沉淀法制备Fe_3O_4∕石墨烯复合物。以Fe⁽²⁺⁾和Fe(2+)和Fe⁽³⁺⁾的浓度作为变量制得5种不同比例的Fe_3O_4/石墨烯纳米复合材料,然后将所得复合材料压制成电极片,组装成超级电容器后进行循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测试,探究Fe_3O_4与石墨烯的含量比对复合材料电化学性能的影响。结果表明,当FeCl_3·4H_2O和FeCl_2·4H_2O用量分别为0.456 g和0.665 g,氧化石墨烯用量为150 mg时,所制备复合材料的电化学性能最佳,比电容可达510 F/g。     

PET/Fe_3O_4纳米复合材料的制备

采用原位聚合法,在PTA、EG酯化缩聚过程中,添加纳米级Fe3O4改性剂,制备改性PET/Fe3O4纳米复合材料,采用熔体比电阻仪和频谱分析仪等对其表征,所制PET复合材料的屏蔽效能在测试范围内最高可达52 dB,平均值为32 dB。     

羧甲基淀粉包覆Fe_3O_4磁性纳米颗粒的制备与表征

利用共沉淀法制备了CMS@Fe3O4磁性纳米颗粒。利用扫描电子显微镜、红外光谱、Zeta电位分析仪以及振动样品磁强计表征了纳米颗粒的形态以及性质。磁性纳米颗粒类似于球状,平均直径为(35±10)nm。结果表明,在较高的pH范围内粒子有较高的负电顺磁性。30 d后考察了CMS@Fe3O4磁性纳米颗粒的稳定性,CMS@Fe3O4磁性纳米颗粒在pH值为11时保持较好的稳定性。     

纳米Fe_3O_4/离子液体电解质的制备及其性能研究

采用简单易制的1-丁基-3-甲基咪唑氯盐作为离子液体,纳米Fe_3O_4作为胶凝剂制备准固态电解质。用油酸钾对纳米Fe_3O_4进行改性,考察纳米Fe_3O_4改性前后、不同质量比纳米Fe_3O_4对准固态电解质的影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、电化学工作站等对样品进行表征。结果表明,纳米Fe_3O_4改性后导致准固态电解质的电导率下降,当纳米Fe_3O_4含量为4%时,电导率最高;当纳米Fe_3O_4含量为12%时,I_3~-在Pt电极上的还原速度最快。     

磁性Fe_3O_4/Beta沸石复合材料制备及其水体磷污染物吸附行为研究

自制得到磁性Fe3O4/Beta沸石复合材料,并通过SEM、XRD、FT IR,磁滞回线表征鉴定,相应最佳吸附除磷实验条件为:0.05g磁性Fe3O4/Beta沸石复合材料对5mL,50mg/L PO34-溶液(pH值为3.0)吸附率近100%,吸附平衡时间为6h,吸附行为符合Freundlich方程,可在碱性介质溶液中脱附再生。磁性Fe3O4/Beta沸石复合材料基于磁基质易于水体分离操作,过程简便可控,实际应用前景广阔。     

纳米Fe_3O_4颗粒的制备及应用

介绍了纳米Fe3O4颗粒的制备方法,这包括化学共沉淀法、沉淀氧化法、微乳液法、水热法、机器研磨法、多元醇法、超声沉淀法、溶胶-凝胶法等,并比较了各种制备方法的特点;在此基础上,进一步论述了纳米Fe3O4颗粒在生物医学、导电磁性材料、催化剂以及磁记录材料中的应用进展。     

核壳结构Fe_3O_4@TiO_2磁性纳米复合材料的制备及性能表征

利用热分解油酸铁复合物得到油相Fe_3O_4磁性纳米粒子,以冰醋酸、钛酸四异丙酯和乙醇组成混合溶液,采用水热仿生合成法制备Fe_3O_4@TiO_2核壳结构磁性纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)及振动样品磁强计(VSM)对材料的形貌、结构、磁学性能等进行了分析表征。结果表明,TiO_2在Fe_3O_4颗粒表面进行了有效的包覆,形成了良好的包覆层,产品分散性好、结晶度高、形态稳定、磁性良好,为其在环境保护、生物、光催化等诸多领域的潜在应用提供了有利条件。     

核壳结构Fe_3O_4@TiO_2磁性纳米复合材料的制备及性能表征

利用热分解油酸铁复合物得到油相Fe_3O_4磁性纳米粒子,以冰醋酸、钛酸四异丙酯和乙醇组成混合溶液,采用水热仿生合成法制备Fe_3O_4@TiO_2核壳结构磁性纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)及振动样品磁强计(VSM)对材料的形貌、结构、磁学性能等进行了分析表征。结果表明,TiO_2在Fe_3O_4颗粒表面进行了有效的包覆,形成了良好的包覆层,产品分散性好、结晶度高、形态稳定、磁性良好,为其在环境保护、生物、光催化等诸多领域的潜在应用提供了有利条件。     

Fe3O4/沸石/石墨复合材料的制备及其对Cr6+离子吸附特性分析

为了净化被Cr~(6+)离子污染的水资源,制备了Fe_3O_4/沸石/石墨三元复合材料。测试了其对Cr~(6+)离子的吸附特性,发现时间对Cr~(6+)离子吸附率的影响非常明显,随着吸附时间的增长对Cr~(6+)离子的吸附量明显增加,3h接近饱和,6h吸附率最高(为80.2%),充分发挥了3种原材料各自的优点而提高了吸附速度;通过磁性分析实验发现,该材料在磁场条件下可达到快速分离的目的。研究的三元复合材料具有制备简单、成本低、重复利用率高、吸附性能好等优点,可能成为广泛应用的新型吸附材料。     

新型合成聚合物重金属离子吸附剂及其吸附性能

阐述了新型聚合物重金属离子吸附剂的合成与改性及其对水溶液中Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)等重金属离子的吸附性能。这些聚合物重金属离子吸附剂对低浓度的重金属离子表现出了较好的吸附能力，其中聚合物吸附剂PGHyFeO—COOH对mg／L级的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的最大吸附量分别为211．4mg／g、155．0mg／g、147．2mg／g。这些吸附剂的吸附速度也较快，平衡吸附时间一般在60min左右，有的甚至只有几分钟。新型聚合物重金属离子吸附剂在水处理工业中具有广阔的应用前景。     

Polymer brushes on graphene oxide for efficient adsorption of heavy metal ions from water

The pollution of heavy metal ions in water poses a serious threat to human being and ecosystems. Here, we report polyamidoxime (PAO) brush grafted graphene oxide (GO) as a highly efficient adsorbent for extraction of toxic metal cations from water. Surface-initiated atom transfer radical polymerization was used to grow polyacrylonitrile (PAN) brushes on GO, followed by conversion of the nitrile groups in PAN into amidoxime groups, which had high binding affinity toward heavy metal cations. The PAO brush grafted GO demonstrated significantly fast adsorption kinetics and large adsorption capacity. At optimal pH 5, the PAO brush grafted GO can achieve maximum adsorption capacities of 116.7 mg g⁻¹ for Pb(II), 258.6 mg g⁻¹ for Ag(I), 192.2 mg g⁻¹ for Cu(II), and 167.9 mg g⁻¹ for Fe(III), which were significantly larger than those of small molecule functionalized GO. Mechanism analysis suggested that the enhanced adsorption performance was due to the myriads of functional groups in PAO brushes that were easily accessible to metal ions because of the swelling of the polymer brushes in water. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 48156.     

石墨烯材料在水中重金属检测中的应用

近几年,石墨烯及其复合材料的制备及应用受到广泛关注,在环境污染物检测方面取得了显著进展,尤其是水中重金属分析方法的研究。本文综述了各类石墨烯材料用于水中重金属离子检测的研究现状,着重分析了石墨烯改性电极的制备、性能及其电化学检测方法的机理和优缺点。发现石墨烯材料的优异电子传输性能,使其在重金属离子电化学测试方法开发方面具有天然优势,有助于实现在线、原位、实时检测水体中重金属离子;但是石墨烯改性电极研究刚刚起步,存在诸如抗干扰能力和选择性差、电极重复使用性能差、实际应用研究少等问题,有必要继续开展石墨烯修饰的新型复合电极制备,进一步提高电化学测试方法的选择性和抗干扰能力,增加电极使用寿命和非常规环境下的应用研究,拓展石墨烯基复合电极的应用范围等。     

活性炭对重金属离子的吸附研究

研究了活性炭分别对铅、镉、铜及锌离子的吸附作用,研究了pH值、温度及活性炭的投加量等因素对吸附效果的影响。结果表明,当pH〉5时对四种离子的去除率均达到98％以上,能达到很好的吸附。低温有利于吸附的进行。随着活性炭的增加．重金属离子的去除率增加．而且铜离子的活性炭最佳用量是0．3000g．铅、镉和锌的活性炭最佳用量均为1．000g。随着吸附时间的增加,去除率上升。铜、铅、镉和锌离子的吸附平衡时间分别为3．5h、1h、1．5h和1．5h。铜离子的吸附符合Langmuir等温模式,而锌、铅和镉离子的吸附符合Freundlich等温模式。     

氧化铁/石墨烯原位复合物对铬酸钾吸附性能研究

采用共沉淀法制备Fe_3O_4磁性纳米颗粒以及通过原位生长法制备Fe_3O_4与氧化石墨烯的复合物,并加入十六烷基三甲基溴化铵形成共价键交联反应化合物。采用X射线衍射仪和透射电子显微镜表征样品的形貌与尺寸,并以铬酸钾为吸附对象,研究吸附温度、吸附时间和溶液p H值对Fe_3O_4吸附性能的影响。结果表明,椭圆形颗粒的Fe_3O_4尺寸约(10~15)nm,与氧化石墨烯复合后,分散性明显提高;在室温和p H=3.5条件下,以Fe_3O_4与氧化石墨烯的质量比2∶1复合物作为吸附剂对铬酸钾的吸附效果达到最佳,每克的吸附容量可达251 mg;复合物经过磁分离、反复吸附循环实验6次后,对铬酸钾的吸附率仅下降10个百分点。     

PSSMA修饰磁性氧化石墨烯对Pb2+、Cu2+ 的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)、FeCl_3·6H_2O及聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-马来酸)钠盐(PSSMA)为主要原料,通过简便一步溶剂热法制备了阴离子聚电解质修饰磁性氧化石墨烯(MGO@PSSMA),并将其用于水溶液中重金属Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附去除。采用FTIR、SEM、TEM、VSM和DLS对制备的MGO@PSSMA进行了表征。考察了溶液pH、吸附时间、溶液初始质量浓度对Pb~(2+)、Cu~(2+)在MGO@PSSMA及未经PSSMA修饰磁性氧化石墨烯(MGO)上吸附的影响。探讨了吸附等温过程、吸附动力学及吸附作用机理。结果表明:MGO表面引入PSSMA可有效增加其对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附量。在pH=5,溶液初始质量浓度为300 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的实际吸附量达141.1和104.8 mg/g。当溶液初始质量浓度为150 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附平衡时间分别为2和1.5 min。MGO@PSSMA对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附动力学及吸附等温数据分别符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型。使用乙二胺四乙酸(EDTA)和HCl可实现MGO@PSSMA的有效再生;通过外加磁场作用可实现MGO@PSSMA的回收再利用。     

纳米Fe3O4/环氧树脂基复合材料制备及导热性研究

选用水热法制备Fe3O4纳米粒子为填料,通过直接混合分散法制备了纳米Fe3O4/环氧树脂基复合材料。测试分析了Fe3O4纳米粒子的形貌、结构和磁性能。并且复合材料的导热系数也被测定,结果表明,随着粒子填充体积增加,复合材料导热系数增大。当添加28.47%的纳米Fe3O4粒子时,复合材料导热系数达到0.409 W/（m.k）,是纯环氧树脂E-44的2.54倍。通过对Y.Agari导热模型分析计算,得到了能对该复合材料导热系数进行较好预测的方程。