荧光碳量子点/锂皂石乳化的液体石蜡Pickering乳液及其性能研究

利用荧光碳量子点(CDs)和锂皂石协同乳化液体石蜡Pickering乳液,研究了CDs、锂皂石乳化体系对Pickering乳液稳定性的影响。结果表明:利用尿素和柠檬酸钠通过高压水热法制备出具有良好荧光性能的碳量子点纳米颗粒在365 nm处具有良好的荧光强度。通过红外光谱发现所制备的CDs表面具有羟基、羧基、氨基和—CN基团。通过AFM发现所制备的CDs带负电,具有良好的粒子性和粒径均一性。CDs对锂皂石的协同乳化作用随着CDs用量的增加而增大;CDs用量为0.125 g的条件下,稳定性达到最佳。随着锂皂石用量的提高,乳液粒径先降低后增大,然后保持不变;乳液稳定性先上升后下降再上升。锂皂石用量在5 mL时乳液粒径保持不变,稳定性达到最佳;继续增大锂皂石用量会破坏乳液的稳定性。锂皂石用量较低时,乳液为油包水(W/O)型乳液;当锂皂石用量超过0.05 g后,乳液均为水包油型(O/W)乳液。CDs和锂皂石纳米颗粒复配的颗粒吸附在油水两相的界面处,形成了一层界面颗粒膜以及3D网络结构,提高了乳液的稳定性。CDs具有显著的荧光示踪性,这为Pickering乳液界面颗粒稳定机理提供了崭新的研究思路。     

磁响应光子晶体可控制备的研究

采用改进的溶剂热法通过改变前驱体中Fe~(2+)的添加量制备了具有可调光子带隙的磁响应纳米Fe_3O_4。通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、Zeta粒度仪(DLS)、振动样品磁强计(VSM)和光纤光谱仪对产物的结构和性能进行表征。结果表明,制备的纳米Fe_3O_4粒径均一,具有良好单分散性和超顺磁性;纳米Fe_3O_4初级晶粒和次级粒子的尺寸可以由Fe~(2+)添加量来控制,当增大Fe~(2+)的含量时,产物初级晶粒和次级粒子的尺寸随n(Fe~(2+))的增大而减小,同时,结晶度随之增大。此方法为实现磁响应光子晶体的可控制备提供了一种新的思路。     

疏水性Fe_3O_4纳米粒子与双亲性嵌段共聚物(PVP-b-PMMA)的自组装

以乙酰丙酮铁为铁源,用热分解法制备疏水性四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子,将N-乙烯基吡咯烷酮与甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PVP-b-PMMA)与疏水性的Fe_3O_4纳米粒子进行自组装,并采用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、热重(TGA)分析和动态光散射(DLS)等方法对产物结构进行表征.结果表明:所合成的Fe_3O_4纳米粒子表面物理吸附和化学键合了一层油胺分子,在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中具有很好的分散性,且平均粒径为8.2 nm;在自组装过程中疏水性的Fe_3O_4纳米粒子能够很好地进入到胶束的内部,并均匀分散在胶束的内腔中.     

纳米Fe_3O_4/超支化聚合物制备及性能

为了提高纳米Fe_3O_4的分散性,以马来酸酐改性超支化聚合物(简称超支化物)为模板,采用原位共沉淀法制备纳米Fe_3O_4/超支化物(Fe_3O_4/HB),并将Fe_3O_4/HB应用于催化双氧水降解染料。分析了铁盐比例(nFe2+∶nFe3+)、超支化物与FeCl2质量比(mHB∶mFeCl2)、吸附配位反应时间和共沉淀反应pH值对纳米Fe_3O_4粒径的影响,并对纳米Fe_3O_4/HB催化降解性能进行了测试。结果表明:纳米Fe_3O_4/HB制备的优化条件为:nFe2+∶nFe3+为1∶1.8,mHB∶mFeCl2为7.5∶1,吸附配位反应时间4h,共沉淀反应pH值为11,所得纳米Fe_3O_4平均粒径为116.3nm。Fe_3O_4/HB在中性条件下催化双氧水降解活性KN-G 60min,其降解率可达到99.8%。相比于无超支化物为模板制备的纳米Fe_3O_4,实验所得纳米Fe_3O_4粒径小,分散性和催化降解性能明显提高。     

稀土铁磁流体及磁流体静力跳汰分选机的研制

1 稀土铁磁流体的制备 1.1 稀土掺杂制备铁磁流体 对于反应: 6Fe~(2+)+O_2+12OH~-=2Fe_3O_4+6H_2O 可以求得: ΔG=ΔG~0+RTln(a_(Fe_(2+)~0)·Po_2·[OH~-]~(12))~(-1)=-1.053×10~(?)+3.217×10~3T(6lgaFe~(2+)+lgpo_2-12pH) 由此式可见:在一定的温度和Fe~(2+)浓度下,只要体系处于碱性条件,通入适量O_2,制成微细Fe_3O_4粒子在热力学上是可能的.从晶体学和表面动力学来看,稀土掺杂使少量稀土离子由于离子间的交换作用进入铁氧体的品格中,形成磁性更强的复合铁氧体,大量稀土离子聚集在晶体界面,对铁氧体的形成起了诱导细化作用,并生成了较多的铁氧体,从而导致稀土铁磁流体的稳定性和磁性都增强也是可能的.     

磁响应氧化石墨烯纳米材料的合成与表征

通过改进的Hummers法和超声共沉淀法分别制备了氧化石墨烯(GO)和Fe_3O_4纳米粒子,经过羟基化、氨基化对Fe_3O_4纳米粒子进行改性,最后通过酰胺反应使GO和Fe_3O_4-NH_2纳米粒子发生反应得到磁性氧化石墨烯纳米材料(MGO)。研究了Fe_3O_4纳米粒子超声共沉淀温度和Fe_3O_4-OH羟基化水解时间对制备的磁性粒子的影响。结果表明:当反应温度为30℃时制备出的Fe_3O_4纳米粒子粒径较小,为7～13 nm,形状规则性更好;当水解时间为6 h时,在Fe_3O_4粒子表面包覆SiO_2同时羟基化,结果显示具有更好的包覆完整度及合适的包覆层厚度;在活化剂EDC和NHS存在的条件下,氧化石墨烯和改性后的Fe_3O_4纳米粒子发生酰胺反应,成功制备出MGO。     

辛烯基琥珀酸酐改性淀粉稳定Pickering乳液的研究进展

由于Pickering乳液具有良好的稳定性以及对环境友好，近些年来引起人们的广泛关注。随着Pickering乳液在食品工业中的应用逐渐增多，大量的食品级颗粒稳定剂被设计并应用于Pickering乳液的稳定。辛烯基琥珀酸淀粉酯(Octenyl succinic anhydride starch, OSAS)因其优良的乳化特性广泛应用于稳定Pickering乳液。总结了OSAS的淀粉源、取代度、颗粒尺寸以及油水比对Pickering乳液的影响，并且综述了OSAS与其他功能性物质结合所稳定乳液的研究进展，为OSAS稳定Pickering乳液的应用提供一定的理论参考。     

两亲性Janus颗粒的制备及乳化性能研究

采用界面保护修饰法将SiO_2纳米颗改性为一侧为亲水的Si-OH,另一侧为疏水氟碳链的两亲性Janus颗粒SiO_2/FAS,并研究其界面活性以及稳定泡沫和乳状液的性能。结果表明：SiO_2纳米颗粒改性前后的粒径无明显变化。通过在两亲性Janus颗粒SiO_2/FAS表面上接枝荧光剂(FITC)表征了两亲性Janus颗粒SiO_2/FAS,证明其结构的非对称性。当两亲性Janus颗粒SiO_2/FAS浓度为0.6%时，其气/液表面张力为31.9 mN/m,具有较好的表面活性。当两亲性Janus颗粒作为胶体表面活性剂时，在界面上吸附形成的固体包裹层能有效地稳定泡沫和乳液，制备的泡沫和乳液具有极好的稳定性，故其在乳化领域上具有较大的前景。     

CdS:Fe掺杂纳米晶体的水相合成

在水溶液中,将Fe~(2+)离子掺杂在CdS纳米晶体的内部,并利用微波辐射促进Fe~(2+)离子向外扩散和纳米晶体的生长,制备出荧光发射波长在520～650 nm范围内连续可调的CdS:Fe纳米晶体.掺杂纳米晶体具有立方闪锌矿结构,晶体结构完整,粒度分布系数为9.7%,并具有高达35%的荧光量子产率和良好的光化学稳定性.     

铁铝硅酸盐玻璃的穆斯堡尔谱研究

用穆斯堡尔谱研究了Na_2O—Fe_2O_3—Al_2O_3—SiO_2四元系玻璃中铁的价态和配位态;配合X射线荧光分析研究了Fe~(3+)、Al~(3+)共存时Al~(3+)的配位状态。并利用穆斯堡尔谱参数随组成的变化,分析比较了第四组元Al_2O_3、B_2O_3加入后对玻璃结构的影响。     

Fe_3O_4纳米吸附剂的制备及其去除水中Cr(Ⅵ)的吸附机理研究

以FeCl_3·6H_2O和醋酸钠为原料,采用水热法制备Fe_3O_4纳米吸附剂,将其用于水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附去除。纳米Fe_3O_4可有效去除Cr(Ⅵ),反应2h后就达到吸附平衡,其最大平衡吸附量为60.85mg·g~(-1)。对其吸附机理研究表明:Cr(Ⅵ)在Fe_3O_4表面的吸附符合Freundlich等温线模型,吸附活化能为43.73kJ·mol~(-1),表明为化学吸附,其吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散3个阶段,其动力学符合准二级反应动力学。利用Fe_3O_4纳米粒子吸附除去水中重金属离子在实际工业中是一种行之有效的方法。     

磁性磺化纤维素微球的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能

以离子液体为溶剂,引入Fe_3O_4纳米颗粒与磺化基团,制备磁性磺化纤维素微球(MSCB)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、热重分析以及傅里叶变换红外光谱等对MSCB的微观结构与化学结构进行了表征,并研究反应时溶液pH、Cu~(2+)初始质量浓度以及吸附时间对Cu~(2+)吸附量的影响。结果表明,当溶液pH为6、Cu~(2+)初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为90 min时,MSCB对Cu~(2+)吸附效果最好,最大吸附量为87.64 mg/g。磺酸基团和球状多孔结构可以提升MSCB的吸附性能。MSCB吸附Cu~(2+)的过程符合准二阶动力学方程与Temkin吸附等温模型。在二次吸附后,重复吸附效率仍保持在84%以上。Fe_3O_4纳米颗粒的加入使MSCB具备敏感的磁响应以及回收利用价值。     

固体颗粒乳化剂研究进展

与传统表面活性剂、乳化剂相比,固体颗粒乳化剂具有高效、低泡、无毒、环境友好等优点,颗粒吸附于油/水界面形成的乳液被称为Pickering乳液,同样具有高效、低泡等优点,具有广泛的产业化应用价值。本文介绍了适宜制备Pickering乳液的固体颗粒乳化剂种类,乳液稳定机理以及影响乳液稳定性的主要因素,分析了Pickering乳液产业化应用实例及前景。     

Fe3+离子掺杂对NaErF4形貌、发光性能及磁性的影响

采用简单的水热法制备一系列Fe~(3+)离子掺杂的NaErF_4微米晶。X射线衍射谱(XRD)及扫描电子显微镜图像(SEM)分析结果揭示了Fe~(3+)离子的掺杂可以有效地促进NaErF_4晶体由α+β相到β相转变。随着Fe~(3+)离子掺杂浓度的增加,上转换荧光强度在逐渐增强。同时研究了980nm激光器激发下,Yb~(3+)-Er~(3+)之间的能量传递机理。此外,Fe~(3+)的掺杂赋予NaErF_4晶体磁性特征,有效地实现了光磁双效应,有望为光磁特性的多功能材料开拓新路径。     

Fe~(3+)-Er~(3+)共掺纳米TiO_2紫外及可见光下催化降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯性能

采用溶胶-凝胶-微波法以无水乙醇为溶剂,制备了Fe~(3+)和Er~(3+)不同摩尔配比共掺的TiO_2纳米粒子,在N2保护下加热至500℃,获得具有稳定锐钛矿型结构的Fe~(3+)和Er~(3+)共掺TiO_2纳米晶体(Fe~(3+)-Er~(3+)-TiO_2)光催化剂.对于Fe~(3+),Er~(3+)不同摩尔配比共掺的纳米TiO_2光催化剂,在掺入量相同时,紫外及可见光下的光催化活性最强.采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品的表面结构进行测试,结果显示Fe~(3+)-Er~(3+)-TiO_2纳米光催化剂晶体尺寸为25 nm~30 nm;X衍射仪测试样品,其XRD图谱峰值显示晶型结构为锐钛矿型,荧光光谱(FL)和紫外-可见(UV-Vis)光谱显示材料的吸收波长范围为370 nm~770 nm.利用Fe~(3+)-Er~(3+)-TiO_2纳米光催化剂在紫外及可见光下降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯,反应过程以高效液相色谱(HPLC)对N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯浓度进行检测,结果显示掺入Fe~(3+),Er~(3+)可提高TiO_2的光催化活性,从反应动力学和机理分析掺入Fe~(3+),Er~(3+)可增加光反应孤对电子从而提高反应液中HO·含量.     

纳米SiO_2/Fe_3O_4磁性流体的制备及其性能表征

以纳米SiO_2类流体中的SiO_2纳米粒子为"核",采用化学镀法将使用共沉淀法合成的Fe_3O_4镀覆到纳米SiO_2类流体上,得到新型的纳米SiO_2/Fe_3O_4磁性流体。采用振动磁强计(VSM)、扫描电子显微镜(SEM)和热失重(TGA)等对新型的纳米SiO_2/Fe_3O_4磁性流体进行了表征,结果表明所制备的磁性流体保持了纳米类流体在常温下液体的可流动性,粒径为230 nm,磁性流体的电导率为2.66×10~(-5)S/cm,饱和磁场强度为2.56 emu/g。在保证纳米类流体特性的情况下,成功赋予了纳米SiO_2类流体磁性功能,并且自身电性能得到了较大的提高。     

Fenton法处理印染废水的特性及动力学研究

针对印染废水水质复杂、处理难度高的问题,研究采用Fenton法对印染废水进行处理.考察pH、Fe~(2+)投加量、H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比、反应时间等因素对污染物去除率的影响,分析污染物质官能团的变化,建立污染物降解动力学模型.结果表明:在pH值为2.5、Fe~(2+)投加量为5 mmol、H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比为4、反应时间为50 min时,污染物去除效果最好,色度、TOC、COD和氨氮的去除率可达99.8%、85.11%、90.69%和66.63%;通过分析UV-vis吸收谱图、HPLC谱图、GC-MS谱图的变化,证明发色官能团被氧化降解.建立了底物降解速率与底物浓度、H_2O_2浓度和Fe~(2+)浓度相关的催化降解动力学模型,其中底物浓度的反应分级数(m=0.265)高于Fe~(2+)的反应分级数(q=-1.48),表明底物浓度对Fenton的氧化降解过程影响较大.     

Fe_3O_4@SiO_2-CS的制备及其对水体中Pb(Ⅱ)的吸附性能

利用正硅酸乙酯(TEOS)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对Fe_3O_4磁性纳米粒子进行改性,合成Fe_3O_4@SiO_2-NH_2,再以戊二醛为交联剂接枝壳聚糖制备Fe_3O_4@SiO_2-CS。利用XRD、红外光谱(FⅡR)、透射电镜(TEM)对Fe_3O_4@SiO_2-CS进行表征。考察温度、时间、Pb(Ⅱ)初始浓度和pH值等不同因素的影响下,Fe_3O_4@SiO_2-CS对Pb(Ⅱ)的吸附机理及其再生性能。研究表明,Fe_3O_4@SiO_2-CS对Pb(Ⅱ)的吸附动力学过程符合Lagergren准二级动力学方程,属于化学吸附;同时,此吸附过程符合Langmuir等温吸附模型的条件,属单分子层吸附。此反应过程为吸热反应,升温有利于吸附持续进行。     

Janus微球的制备及其性能

以Pickering乳液为基础,设计了一种制备非球形单分散Janus颗粒的方法,对一端镶嵌在石蜡上的纳米二氧化硅微球进行不对称刻蚀,通过控制刻蚀时间,得到不同性质的Janus微球. 首先,利用凝胶-溶胶法,在水醇体系中,以正硅酸四乙酯（TEOS）为硅源、氨水作为催化剂,合成SiO₂微球. 然后,利用硅烷偶联剂3-胺丙基三乙氧基硅烷（AMPTS）对SiO₂胶体表面进行-NH2修饰,于石蜡水界面制备一端被石蜡包裹的Pickering粒子. 利用不同质量分数的NH4F溶液对pickering粒子暴露端进行刻蚀,去掉表面的氨基修饰成分. 对石蜡保护端用酰氯修饰,并与NIPAM进行接枝聚合,最终得到兼有有机/无机性质并具有温敏性的聚合物PNIPAM/SiO₂ Janus微球. 对其进行乳化性能及温敏性测试, 结果表明,与原始Janus微球相比,接枝改性后的PNIPAM/SiO₂ Janus微球作为乳化剂得到的乳液体系更稳定.     

Fe_3O_4-Au功能纳米复合材料的制备及催化性能

本文采用多步合成的方法制备出Fe_3O_4-Au功能纳米复合材料,通过SEM、UV-VIS等对样品形貌、光学性能进行了表征,并将其作为催化剂研究其催化性能。结果表明:当Fe_3O_4-Au功能纳米复合材料作为催化剂时,对硝基苯酚的降解率99%,反应速率常数为0.183 s-1。并且在重复使用8次之后降解率仍能达到98%以上。因此,Fe_3O_4-Au功能纳米复合材料在水处理领域有广阔的实际应用前景。