纳米光催化剂TiO_2/Fe_3O_4的制备及表征

采用两步法制备磁性负载纳米光催化剂TiO2/Fe3O4。首先用液相共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4颗粒;然后用溶胶-凝胶法,以钛酸四正丁酯为先驱体,通过水解缩聚在Fe3O4纳米颗粒表面包覆TiO2层,得到易于磁分离回收的复合纳米光催化剂TiO2/Fe3O4,粒径大约为30 nm。利用TEM、XRD、FT-IR、VSM对Fe3O4和TiO2/Fe3O4的结构和性能进行了表征,结果表明,制备的Fe3O4为面心立方晶体(FCC)结构,具有超顺磁性;TiO2为锐钛矿相,包覆在Fe3O4的表面,形成了核-壳式结构的TiO2/Fe3O4复合光催化剂。     

两种负载膜对纳米Fe^3＋/TiO2光催化活性的影响

用溶胶-凝胶法制得的纳米Fe3＋/TiO2分别以玻璃和琼脂糖为负载体,采用浸渍-提拉法制备Fe3＋/TiO2玻璃负载膜,水热合成法制得Fe3＋/TiO2琼脂糖凝胶负载膜,通过降解某制药厂的制药废水,探讨两种负载膜对纳米Fe3＋/TiO2光催化活性的影响及用琼脂糖为载体的可行性。结果表明,两种负载膜中纳米Fe3＋/TiO2的晶相不变,但琼脂糖凝胶负载膜中纳米Fe3＋/TiO2粒子的团聚较少,且不易脱落,重复使用性能高,光催化活性明显较Fe3＋/TiO2玻璃负载膜强,从而显示了琼脂糖为载体的可行性、优越性和实用性。     

高炉水淬渣负载Fe2O3和TiO2光催化材料的制备与表征

以九水硝酸铁为铁源、钛酸四丁酯为钛源,以表面刻蚀的高炉水淬渣(water-quenched blast furnace slag,WBFS)为载体,采用溶胶凝胶法制备WBFS负载Fe2O3(Fe2O3/WBFS)和WBFS负载TiO2 (TiO2/WBFS)以及WBFS负载Fe2O3和TiO2(TiO2/Fe2O3/WBFS)光催化材料.利用差热-热重、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对光催化材料的物相和形貌进行表征.以亚甲基蓝为模拟污染物进行光催化实验.结果表明:Fe2O3/WBFS和TiO2/WBFS光催化材料的适宜煅烧温度分别为700℃和450℃,其表面负载物相分别为赤铁矿型α-Fe2O3和锐钛矿型TiO2.TiO2/Fe2O3/WBFS光催化活性优于Fe2O3/WBFS和TiO2/WBFS,在可见光照射360 min时,Fe2O3/WBFS、TiO2/WBFS和TiO2/Fe2O3/WBFS对亚甲基蓝的降解率分别达到80％、65％和90％.     

磁载纳米二氧化钛光催化剂的制备及光催化性能

以共沉淀法制备纳米级Fe3O4磁载体,以SiO2为过渡层,通过溶胶-凝胶法制得包覆型光催化剂TiO2/SiO2/Fe3O4复合粒子。通过TEM、XRD、IR等测试手段对样品进行表征。以甲基橙为目标降解物,考察磁载光催化剂TiO2/SiO2/Fe3O4在紫外光下的光催化活性。结果表明,在TiO2和Fe3O4之间包覆一层无定型SiO2的TiO2/SiO2/Fe3O4的光催化活性明显优于纯TiO2和TiO2/Fe3O4的光催化活性,且具有较好的磁性,在有外加磁场时可将催化剂从溶液中分离出来,回收处理后循环使用。     

Fe3+/Zn2+复合掺杂纳米TiO2的结构及光催化性能

采用溶胶-凝胶工艺,以钛酸丁酯(Ti(C4H9O)4)为前驱体,冰醋酸为螯合剂,制备了Fe3 /Zn2 复合掺杂的改性纳米TiO2粉体材料.运用X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱、Fourier变换红外光谱和光吸收研究了铁锌元素掺杂对纳米TiO2相变和光催化活性的影响.结果表明:铁及锌的掺杂会降低TiO2由锐铁矿相向金红石相的转变温度;掺铁和锌能提高纳米TiO2的光催化活性;当Fe3 /Ti4 摩尔比为0.2,Fe3 /Zn2 摩尔比为0.5时,经300℃焙烧1 h制备的Fe3 /Zn2 复合掺杂纳米TiO2样品的光催化活性最好;在太阳光照4h时,Fe3 /Zn2 摩尔比为0.5复合掺杂纳米TiO2样品对甲基橙的降解率可达71.43%.     

一种新颖Fe^3＋/TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了纳米Fe^3＋/TiO2,以琼脂糖为载体,采用水热法合成纳米Fe3＋/TiO2的琼脂糖凝胶。以降解转移因子制药废水为反应模型,研究了纳米Fe3＋/TiO2琼脂糖凝胶薄膜的紫外光照射的催化活性及薄膜的重复使用效果。结果表明,纳米Fe3＋/TiO2薄膜光催化活性明显较粉体的强,且不易失活,再生性能好,薄膜重复使用5次以上,仍有明显的降解效果。     

Fe2O3/TiO2纳米材料的制备及其紫外-可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了不同Fe含量的纳米Fe2O3/TiO2复合光催化材料,并用X射线衍射和透射电镜研究了样品的晶体结构和形貌,分别在紫外和可见光下研究了不同Fe含量复合催化剂的光催化降解甲基橙的活性.结果表明在Fe复合比例较低时,样品为锐钛矿结构;在紫外光情况下,最佳Fe2O3/TiO2复合比例为0.5%,在比例为10%情况下催化效果也比较好;而在可见光情况下,最佳fe2O3/TiO2复合比例为0.1%.     

Fe,N共掺杂TiO_2/SiO_2复合材料的制备及光催化性能

采用溶胶—凝胶法制备了掺杂不同量Fe,N的TiO2/SiO2复合纳米粒子。通过红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜等对制备的样品的结构和形貌进行表征。以甲基橙水溶液的光催化降解为模拟反应,在紫外光照射下评价了样品的光催化活性。结果表明:Fe,N共掺杂TiO2/SiO2为核壳结构,SiO2核与TiO2壳间形成了Ti—O—Si键。由于金属Fe3+离子抑制光生载流子的复合,非金属N降低了TiO2/SiO2的带隙能,Fe,N共掺杂的协同作用使复合TiO2/SiO2具有更好的光催化性能。共掺杂0.05%Fe及0.05%N的TiO2/SiO2复合光催化粒子的催化活性最高,光照1h后对甲基橙的降解率提高到52%。     

镧和铁掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了TiO2、Fe3+/TiO2、La3+/TiO2、Fe3+-La3+/TiO2光催化剂。考察了焙烧温度、焙烧时间和掺杂离子的种类和用量对催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝性能的影响。制备纯TiO2、Fe3+/TiO2和La3+/TiO2的适宜焙烧温度分别为673,673和773 K,适宜焙烧时间为120min(TiO2)、180min(La3+/TiO2)。La3+/TiO2中La3+的适宜掺杂量为1.0%,Fe3+/TiO2中Fe3+的适宜掺杂量为0.04%,Fe3+-La3+/TiO2中,当La3+的掺杂量为1.0%时,Fe3+的适宜掺杂量为0.02%,相应的脱色率为99.83%,99.51%,98.73%。当掺杂量适当时,4种催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝的活性次序为:La3+/TiO2>Fe3+/TiO2>Fe3+-La3+/TiO2>TiO2。根据XRD结果,由谢乐公式估算出所得光催化剂为纳米粒子。     

磁性氧化石墨烯/TiO_2复合材料的制备及光催化性能的研究

利用水热法以氧化石墨烯为载体制备磁性氧化石墨烯/TiO2光催化复合材料,对不同Fe3O4掺杂比例的复合光催化剂采用SEM、XRD、UV-Vis等测试方法对其进行表征,并在紫外灯照射下研究了对活性艳红溶液光催化性能。结果显示,Fe3O4及氧化石墨烯的引入会提高TiO2的光催化性,这主要是因为提高了TiO2的导电性和吸附性。由此可见Fe3O4、氧化石墨烯与TiO2复合,能够有效提高TiO2的催化性能。     

In:Fe:LiNbO3晶体的生长及其在全息关联存储中的应用

用提拉法生长1％（摩尔分数,下同）In ：Fe ：LiNbO3（LN）,2％In ：Fe ：LN,3％In ：Fe ：LN和Fe ：LN晶体,配料中掺入0．03％（质量分数）Fe2O3。采用光斑畸变法测试晶体的光损伤阈值。结果表明：1％In ：Fe ：LN和2％In ：Fe ：LN晶体的光损伤阈值比Fe ：LN晶体高1个数量级以上。3％In ：Fe ：LN晶体的光折变阈值比Fe ：LN晶体高2个数量级以上。晶体的位相共轭效应测试结果表明,1％In ：Fe ：LN晶体的位相共轭反射率（R1=185％）高于3％In ：Fe ：LN晶体（R3=120％）。以3％In ：Fe ：LN晶体作为存储元件,1％In ：Fe ：LN晶体作为位相共轭镜．进行全息关联存储实验．其再现图像清晰完整,噪音小。     

Fe_3O_4/PANI抗氧化水基磁流体的制备与表征

在无氮气保护条件下,用化学共沉淀法制备了四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒,并通过表面原位合成法将颗粒用聚苯胺(PANI)包裹,由此获得兼具磁性和导电性能的纳米四氧化三铁/聚苯胺(Fe3O4/PANI)材料。作者称其为Fe3O4/PANI抗氧化水基磁流体。透射电子显微镜(TEM)分析表明,该法制备的Fe3O4/PANI复合粒子的粒径在30~50 nm,其分散性能比包裹前的Fe3O4粒子明显改善。红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)测试结果发现,Fe3O4粒子及Fe3O4/PANI复合粒子具有不同的物态和晶相结构。对纳米复合粒子的抗氧化性能和磁性能的检测证实,原位合成的Fe3O4/PANI复合粒子不仅能有效防止在空气中被氧化,还可在磁场环境中实现快速富集、定位,为Fe3O4/PANI纳米复合粒子在生物医学领域的应用提供了可能。     

醇水法制备Fe_3O_4纳米颗粒工艺优化

采用醇水法制备纳米Fe3O4,用正交实验法考察Fe3+与Fe2+的比例、反应温度、总铁浓度和醇水比对纳米Fe3O4粒径的影响。结果表明,最佳工艺为醇水比为1∶1,Fe3+/Fe2+的摩尔比为2∶1,总铁浓度为0.03 mol/L,反应温度为80℃。用XRD,TEM,FT-IR,VSM对所制备纳米颗粒进行结构和性能的表征。     

强磁性Fe_3O_4纳米粒子的制备及其性能表征

采用共沉淀法在无N2气保护下制备了比饱和磁化强度达到75 9emu g的强磁性Fe3O4纳米粒子。在用NaOH溶液沉淀Fe3+和Fe2+混合溶液的过程中,考察了n(Fe2+)∶n(Fe3+)、晶化时间、晶化温度、总铁浓度和NaOH溶液浓度等条件对Fe3O4纳米粒子的粒径分布及磁性的影响。当n(Fe2+)∶n(Fe3+)=5 5∶1 0,晶化时间为2h,晶化温度为50℃时,Fe3O4纳米粒子磁性最佳。所制得的Fe3O4粒子为结晶完整、具有较高纯度和粒径分布均匀的立方体形纳米颗粒;其相变温度随着Fe3O4纳米粒子粒径的减小而降低。Fe3O4纳米粒子的等电点约为pH=7 2。     

Si_3N_4/Fe,Si_3N_4/Fe_3Al界面的固相反应(英文)

用扫描电子显微镜、电子能谱仪、X射线衍射等研究了在Ar气氛中,经1150℃,10h等温热处理后,Si3N4/Fe,Si3N4/Fe3Al平而偶界面固相反应区的形貌、成分分布、显微结构及相组成.结果表明:Si3N4/Fe界面固相反应形成约120μn厚的反应区,Fe含量从Si3N4侧到Fe侧逐渐增加,反应区中的Si成分约为5%(原子分数),反应区主要由Fe(Si)固溶体构成,其中均匀地分御着细小的孔洞:Si3NdFe3Al界面固相反应形成约3μm厚的反应区,反应区具有比Fe3Al高得多的Al含量,反应区由FeAl,Fc(Al,Si)固溶体及三元化合物AlgFeSi3构成.Si3NdFe3Al具有比Si3N4/Fe高得多的 界面化学相容性.     

两种负载膜对纳米Fe~(3+)/TiO_2光催化活性的影响

用溶胶-凝胶法制得的纳米Fe3+/TiO2分别以玻璃和琼脂糖为负载体,采用浸渍-提拉法制备Fe3+/TiO2玻璃负载膜,水热合成法制得Fe3+/TiO2琼脂糖凝胶负载膜,通过降解某制药厂的制药废水,探讨两种负载膜对纳米Fe3+/TiO2光催化活性的影响及用琼脂糖为载体的可行性。结果表明,两种负载膜中纳米Fe3+/TiO2的晶相不变,但琼脂糖凝胶负载膜中纳米Fe3+/TiO2粒子的团聚较少,且不易脱落,重复使用性能高,光催化活性明显较Fe3+/TiO2玻璃负载膜强,从而显示了琼脂糖为载体的可行性、优越性和实用性。     

油酸包覆型Fe_2O_3对铁厂沟煤加氢热解特性的影响

采用固定床反应器考察了干混法添加油酸包覆型Fe2O3对煤加氢热解特性的影响,并与添加常规Fe2O3进行比较。对其催化作用下得到的半焦进行了TG、BET和XRD表征,焦油进行GC模拟蒸馏分析。结果表明:(1)采用常规Fe2O3考察铁的添加量时,在添加量为5%时焦油产率最高,由不加催化剂时的14.3%提高到16.3%。添加油酸包覆型Fe2O3时,煤的热解转化率更高,焦油产率由不加催化剂时的14.3%提高到18.0%。(2)添加油酸包覆型Fe2O3和常规Fe2O3得到的半焦反应性基本相同,半焦的孔结构则是添加油酸包覆型Fe2O3时最发达;添加油酸包覆型Fe2O3的半焦表面Fe晶粒的直径28 nm,小于添加常规Fe2O3的半焦表面Fe晶粒的直径39.5 nm。(3)加入常规Fe2O3和油酸包覆型Fe2O3都使得焦油品质得到提高,但两者相比,常规Fe2O3作用下得到的焦油品质更高。     

高温铜渣催化木屑水蒸气气化的实验研究

利用高温铜渣的显热作为外热源,进行铜渣催化木屑水蒸气气化的实验研究,通过XRD分析催化反应前后铜渣的物相组成,结合催化气化后产气特性分析,推断铜渣的催化活性组分,测定气化反应前后铜渣的温度,计算铜渣的显热量和余热利用率. 结果表明,催化气化后铜渣出现Fe2O3特征峰,煅烧渣的Fe2O3和Fe3O4特征峰减少且强度减弱. 催化后H2含量明显增加,CH4和C2H4含量明显降低. 由此推断铜渣的催化活性组分为Fe2O3和Fe3O4,其含量越高,铜渣催化效果越好. 气化温度(720~950℃)范围内铜渣温度降低130~240℃,可回收利用的显热量为151.89~237.48 kJ/kg,余热利用率达18.49%~22.63%.