Fe/Fe_3C填充的碳纳米管复合材料的制备与微波吸收性质

利用化学气相沉积法,以乙醇为碳源,二茂铁为催化剂前驱物,对二氯苯为添加剂,制备了Fe/Fe3C纳米线填充的碳纳米管复合材料,并通过SEM、XRD、HRTEM等分析方法对产物的形貌和微结构进行了研究。实验结果表明对二氯苯对碳纳米管的填充起决定作用,产物中Fe/Fe3C纳米线填充率可达33%;使用该复合材料制备的吸波涂层在厚度为2mm、频率为4.5GHz时有强吸收峰,厚度增加时吸收峰往低频方向移动,表明此材料有望在低频段实现对电磁波的有效吸收。     

Mo-Fe/C催化裂解乙醇协同制备氢气和多壁碳纳米管

采用浸渍法制备Mo-Fe/C催化剂,利用化学气相沉积法裂解乙醇协同制备氢气和多璧碳纳米管。考察反应温度和Mo∶Fe摩尔比对于氢气产率和多璧碳纳米管品质的影响。结果表明:反应温度为600℃,Mo-Fe/C(其中,Mo∶Fe=1∶9,Mo+Fe=5%,质量分数)时所制催化剂最有效,氢气产率为77%,多壁碳纳米管的品质最佳。     

乙酰丙酮铁为催化剂源在碳纤维表面生长碳纳米管的工艺研究

以乙酰丙酮铁为催化剂源,三甘醇为溶剂,通过溶剂热法在碳纤维表面负载催化剂前驱体,在H2与N2中一定温度下进行还原,采用化学气相沉积法在碳纤维表面生长碳纳米管。研究了催化剂的负载条件和碳纳米管的生长条件,采用XRD、FTIR、RAMAN对乙酰丙酮铁在三甘醇中反应在碳纤维表面负载催化剂前驱体产物进行分析,用SEM、TEM对催化剂前驱体粒子及碳纳米管的形貌进行表征。结果表明:催化剂前驱体为粒径30nm左右的Fe3O4颗粒,当催化剂的还原温度为415℃、还原时间为60min时,Fe3O4颗粒还原成纳米Fe颗粒;当碳纳米管的生长温度为750℃、生长时间为30min、气流体积比为V(N2)∶V(H2)∶V(C2H2)=50∶10∶10时能在碳纤维表面生长出形貌均一、管径为30~60nm的碳纳米管。     

铁基催化剂组成对热解火焰法合成碳纳米管的影响

为了改善碳纳米管的产量和质量,改变催化剂的组成是一个重要的途径。在热解火焰法制备碳纳米管实验中,主要对比了催化剂中铁和镍含量对碳纳米管质量和产量的影响。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱和透射电子显微镜等方法对生成的碳纳米管进行系统分析表征,结果表明Fe含量较低时,得到的碳纳米管质量较好,但产量很少;Fe含量较高时,得到的碳纳米管产量较高,但杂质会明显增加,石墨化程度明显下降。实验发现,当催化剂中各元素物质的量比Fe∶Mo∶Al=1∶0.17∶16时碳管的综合质量最好。在铁基催化剂Fe/Mo/Al_2O_3中加入少量Ni会提高碳纳米管的质量,但是若Ni过量碳纳米管的质量反而会下降,当Fe/Ni-Mo/Al_2O_3中元素的物质的量比Fe∶Ni∶Mo∶Al=1∶0.5∶0.17∶16时,合成的碳纳米管的产量较高、质量较好,且具有更好的定向性。     

Fe3O4纳米粒子修饰碳纳米管的制备及其磁学性能（英文）

通过FeCl2.4H2O和FeCl3.6H2O混合共沉淀,合成平均粒径为6 nm和10 nm的Fe3O4纳米粒子。然后将两种Fe3O4纳米粒子分别与经HNO3氧化处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)置于乙醇水溶液(水和乙醇的体积比为1∶1)中,在超声波作用下制备Fe3O4/MWCNT复合材料。用高分辨透射电子显微镜、X-射线光电子能谱、振动样品磁强计、X射线衍射仪、热重分析仪对所制备的Fe3O4/MWCNT复合材料进行表征。结果表明:由6 nm和10 nm Fe3O4纳米粒子所制备的Fe3O4/MWCNT复合材料中,Fe3O4的质量分数分别为26.65%和29.3%,相应的磁饱和强度分别为16.5 emug-1和7.5 emug-1。     

PVDF中空纤维膜组件特性参数对淡化浓盐水VMD性能的影响

研究聚偏氟乙烯中空纤维膜组件性能参数(高径比、装填封率)对淡化浓盐水真空膜蒸馏(VMD)性能的影响,获得适用于淡化浓盐水VMD过程膜组件制备的优化参数.小试实验研究了膜组件高径比为分别为25∶2、15∶1、35∶2、20∶1、45∶2及装填封率分别为1%、5%、10%条件下的淡化浓盐水真空膜蒸馏性能.在真空膜蒸馏中试试验中,研究膜组件高径比分别为10∶3、70∶9、10∶1,装填封率分别为7.11%、9.48%、14.22%条件下的膜蒸馏性能.结果表明,在同等条件下高径比或装填封率越小时,膜蒸馏的渗透通量越大.淡化浓盐水VMD过程产品水脱盐率均在99.9%以上.     

Fe-Ni双活性金属催化剂制备碳纳米管的研究

利用催化化学气相沉积法,以Fe-Ni双活性金属为催化剂来制备碳纳米管.其中,Fe-Ni双活性金属催化剂由柠檬酸络合法制得.催化剂的组成和碳纳米管的形貌分别用XRD和TEM来进行了表征.实验结果表明,由于催化剂中的活性成分Fe-Ni形成了固溶体,相互之间产生了协同作用,使得其催化性能大大提高,因而由其制备的碳纳米管的产率明显高于由单一活性金属Fe或Ni催化剂所制备碳纳米管的产率.特别当双活性金属催化剂中的Fe的摩尔百分含量为75%时,产率为最高,达到2000%(gCNTs/gcatalyst precursor·h),这约是相同制备条件下,由单一活性金属Fe或Ni所得到碳纳米管产率的6或4倍.     

碳纳米管研究的最新进展

综述了碳纳米管的结构、制备、生长机理及应用的最新研究进展,着重介绍了以碳纳米管为模板,对其进行填充、掺杂或包覆制备其他新型一维纳米材料这一国际前沿课题的研究进展,指出碳纳米管研究的机遇与挑战.     

定向生长的多壁碳纳米管2～18GHz复介电常数与复磁导率谱

研究了定向生长的多壁碳纳米管2～18GHz的复介电常数与复磁导率谱.定向生长的碳纳米管的介电常数要小于采用普通化学气相沉积法制备的碳纳米管,而磁导率大于采用普通化学气相沉积法制备的碳纳米管.透射电镜观察发现定向生长的碳纳米管中腔内规则分布着纳米Fe颗粒,同时也有部分Fe颗粒被碳层片所包覆,沉积在碳纳米管的外表面上. Fe颗粒的存在可以解释定向生长的碳纳米管所具有的较高的磁导率.在定向生长的碳纳米管制备过程中,通过调节催化剂进给数量和速度可以调节Fe颗粒在碳纳米管中的分布,这为碳纳米管的电磁性能的调控提供了一种新的途径.     

碳纳米管催化二硝酰胺铵燃烧和热分解

通过燃速测定和热失重研究了碳纳米管(CNTs)、CNTs负载Fe2O3纳米粒子(Fe2O3/CNT)和CNTs负载Fe.Cu纳米粒子(Fe.Cu/CNT)对二硝酰胺铵(ADN)燃烧和热分解的影响。结果表明:CNTs、Fe2O3/CNT和Fe.Cu/CNT三种催化剂都可以提高ADN的燃速,降低压力指数。当这三种催化剂添加质量分数为3%时,在4M Pa下,燃速从30.49mm/s分别增加到50.59mm/s、39.72mm/s和38.79mm/s,压力指数从0.81分别降低到0.36、0.67和0.75。TG分析表明,添加质量分数为1%催化剂时,这三种催化剂降低ADN的初始热分解温度分别为18.3℃、12.1℃和11.6℃。     

Synergistic enhancement of dielectric constant of novel core/shell BaTiO3@MWCNTs/PEN nanocomposites with high thermal stability

In this work, the multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) cores were coated with inorganic BaTiO₃ (denoted as BaTiO₃@MWCNTs) via solvent-thermal method. Then, BaTiO₃@MWCNTs/polyarylene ether nitriles (PEN) nanocomposite films embedded with core/shell BaTiO₃@MWCNTs nanotubes were successfully prepared by solution-casting method. Pure PEN film, MWCNTs/PEN and BaTiO₃/PEN films were prepared for comparison. The micromorphology, thermal, and dielectric properties of the nanocomposite films were investigated. All the nanocomposite films exhibited excellent thermal stability endowed by PEN matrix. Interestingly, it was found that core/shell BaTiO₃@MWCNTs exhibited synergistic enhancement of dielectric constant of BaTiO₃@MWCNTs/PEN nanocomposite films.     

Enhanced dielectric and ferroelectric properties induced by TiO2@MWCNTs nanoparticles in flexible poly(vinylidene fluoride) composites

Flexible polymer based composites containing multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) have been reported to present high dielectric constant. However, the composites generally exhibit high dielectric loss and low dielectric breakdown strength, which prohibits their practical use in electronic and electric industry. MWCNTs were coated with a continuous layer of TiO₂ nanoparticles (TiO₂@MWCNTs) by a simple hydrothermal process and TiO₂@MWCNTs/poly(vinylidene fluoride) (PVDF) composites were prepared by a solution casting method. Compared to the pristine MWCNTs/PVDF composites, the TiO₂@MWCNTs/PVDF composites presented enhanced dielectric constant and lower dielectric loss. Additionally, the breakdown strength of the TiO₂@MWCNTs/PVDF composites was also improved, which is favorable for enhanced ferroelectric properties in the composites.     

碳纳米管承载纳米Fe_3O_4颗粒的制备(英文)

采用一种简单又经济的方法将Fe3O4纳米颗粒填充到碳纳米管中。透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)及其能谱附件(EDX)和X射线多晶衍射(XRD)测试结果表明:Fe3O4纳米颗粒成功地填充到碳纳米管中。材料的磁性能测试结果表明:碳纳米管中填充Fe3O4纳米颗粒后,在常温下具有超顺磁性,其饱和磁化强度由0.35emu/g增大到了13.15emu/g。Fe3O4纳米颗粒填充的碳纳米管可望应用于工程和医学领域。     

基于Pd/Fe3O4/rGO纳米复合材料的H2O2无酶传感器

环境监测、食品工业、临床、制药等领域对过氧化氢(H_2O_2)的快速、准确检测有极大的需求,而电化学检测方法由于灵敏度高、响应快、检测限低等特点被认为是最理想的H_2O_2检测方法.本文利用电化学沉积的方法将Pd纳米颗粒沉积到四氧化三铁/石墨烯(Fe_3O_4/rGO)纳米复合材料修饰的玻碳电极表面,形成基于新型磁性纳米复合材料的H_2O_2无酶传感器;并采用循环伏安和计时安培电流等方法对修饰电极的电化学性能进行了表征.结果表明:制备的Pd/Fe_3O_4/r GO/GCE对H_2O_2的催化还原显示出较好的电催化活性,Pd纳米颗粒和Fe_3O_4/rGO在催化H_2O_2还原的过程中表现出了良好的协同作用.测定H_2O_2的线性范围为0.05~1 m M和1~2.6 m M两段,最低检测限达到3.918μM(S/N=3).并且该传感器具有较高的灵敏度和较好的重现性和抗干扰性,具有一定的实际应用价值.     

超临界流体干燥法制备TiO2/ Fe2O3 和TiO2/ Fe2O3/ SiO2 复合纳米粒子及光催化性能

以TiCl₄ 、Fe (NO₃ )₃·9H₂O 和Na₂SiO₃19H₂O 为原料, 采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米级TiO₂/ Fe₂O₃ 和TiO₂/ Fe₂O₃/ SiO₂ 复合光催化剂。以光催化降解苯酚对所得催化剂的催化活性进行了评价。结果表明, 纳米TiO₂/ Fe₂O₃ 复合粒子与单组分TiO₂ 比较, 复合粒子光催化活性高于单组分的TiO₂, 6h 苯酚降解率高达95.9 %。SiO₂ 的加入可以抑制纳米粒子粒径的长大和晶相的转变, 增强TiO₂ 纳米粒子的热稳定性。复合光催化剂中Fe₂O₃ 最佳掺入量为0.06 %, SiO₂ 最佳掺入量为10 %(摩尔分数) 。并用XRD、TEM 和FTIR 等手段进行了表征。TiO₂ 以锐钛矿型形式存在, SiO₂ 以无定性形式存在。比较了不同制备方法制得的TiO₂/ Fe₂O₃ 复合光催化剂, 得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小、比表面积大、分散性好、光催化活性高等特点。采用超临界流体干燥可直接得锐钛型纳米复合光催化剂。     

磁性纳米TiO2/SiO2/Fe3O4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心，采用溶胶一凝胶法制备了TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂．用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征．以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物，评价其光催化活性．结果表明，所制TiO2／SiO2／FeaO4样品为双层包覆型结构，SiO2为中间层，最外层是锐钛矿型的TiO2,该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性，并具有可利用其磁性回收重用的特点，应用前景广泛。     

Fe2O3/EPDM新型吸油材料的制备及其吸油性

以三元乙丙橡胶(EPDM)作为基体, Fe₂O₃和焙烧过的Fe₂O₃粉末分别作为填料, 利用熔融共混的方法, 制备出一种新型吸油复合材料, 这类材料可以直接漂浮于含油废水表面使用。研究了填料和交联剂的用量对材料吸油率的影响。结果表明: 交联剂过氧化二异丙苯(DCP)为3wt％, Fe₂O₃为25wt％时, Fe₂O₃/EPDM吸油率达到最大; DCP为2wt%, Fe₂O₃(焙烧)为30wt%时, Fe₂O₃(焙烧)/EPDM吸油率达到最大。选择2组样品中吸油率最高的样品, 对比它们对机油的吸油速率。实验表明, Fe₂O₃(焙烧)/EPDM的吸油速率大于Fe₂O₃/EPDM的吸油速率。Fe₂O₃/EPDM的吸油率比交联EPDM的吸油率提高了227%; Fe₂O₃(焙烧)/EPDM的吸油率比Fe₂O₃/EPDM的吸油率最大可提高64%。分析认为, Fe₂O₃粒子破坏掉一部分高分子链段间的作用力, 并对网络起支撑作用, 为油分子提供了更多的进入通道和空间, 故吸油性得到提高。Fe₂O₃(焙烧)/EPDM的吸油特性要优于Fe₂O₃/EPDM。      

静电纺丝法制备的Co0.6Ni0.3Cu0.1Fe2O4和Co0.6Ni0.3Zn0.1Fe2O4纳米纤维的结构及磁性能

采用静电纺丝技术制备出表面光滑、直径均匀的Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4/PVP和Co_(0.6)Ni_(0.3)Zn_(0.1)Fe_2O_4/PVP纳米纤维前驱丝,经500~900℃煅烧后得到Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4和Co_(0.6)Ni_(0.3)Zn_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维。用TG-DSC、XRD、SEM及VSM现代测试分析手段对Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4和Co_(0.6)Ni_(0.3)Zn_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维的结构、形貌及磁学性能进行测试表征。结果表明:在空气气氛中经500~900℃煅烧后可得到纯尖晶石相、结晶度良好的纳米纤维或短纤维;当温度为700℃时,Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4和Co_(0.6)Ni_(0.3)Zn_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维的形貌细长而光滑且直径相对均匀,大约为80nm;此时Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维则保有较高的剩磁比(M_r/M_s)及矫顽力,分别为0.56和1 088.87Oe。在500℃、600℃、700℃、800℃、900℃煅烧后,Co_(0.6)Ni_(0.3)Zn_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维的饱和磁化强度分别比Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维增大了14.5%、7%、16%、10.7%、8%,而矫顽力则分别降低了38%、51%、50%、46%、46.7%。两种纳米纤维的饱和磁化强度及矫顽力存在差异,为CoNi铁氧体在电磁方面的应用提供了很好的参考。     

微波多元醇法制备单分散Ni1-xZnxFe2O4/MWCNTs与磁性能

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为模板,三乙二醇(TREG)为溶剂,采用微波多元醇法制备MWC-NTs负载组成可控的Ni1-xZnxFe2O4(x=0.4、0.5、0.6)纳米复合材料Ni1-xZnxFe2O4/MWCNTs。其结构和形貌通过XRD、SEM、TEM和EDX进行表征,用VSM测试样品的磁性,并探讨了微波功率、微波时间对镍锌铁氧体负载的影响。结果表明立方系尖晶石结构的单分散Ni1-xZnxFe2O4磁性纳米粒子均匀负载在碳纳米管表面,平均粒径约为6nm;其磁性能与镍锌铁氧体的组成有关,随着Zn含量的增加,饱和磁化强度(Ms)先增大后减小,当x=0.5时Ms达到最大值。矫顽力(Hc)都比较小,在室温下表现为超顺磁性。     

Fe3O4/ 聚吡咯复合材料的制备及表征

以化学沉淀法制备Fe₃O₄ 纳米粒子, 采用乙醇对Fe₃O₄ 纳米粒子表面进行处理, 使其表面有机化, 然后通过乳液原位复合制备Fe₃O₄ / 聚吡咯复合材料。利用TEM, XPS, 四探针测试仪和震荡磁力计对其进行表征和检测。结果表明: 经醇处理的Fe₃O₄ 纳米粒子的分散性得到明显改善, Fe₃O₄ 纳米粒子被包覆在聚吡咯层内, 包覆层厚度为10 nm 左右, 复合材料具有优良的电性能和磁性能, 电导率e= 7. 69 s/ cm～13. 6 s/ cm, 饱和磁强度M_s= 12. 06 emu/ g～24. 38 emu/ g, 矫顽力H_c= 11 Oe～41 Oe。其环境稳定性明显优于纯聚吡咯。