单分散α-Fe_2O_3纳米结构空心亚微球的制备及表征

采用一种新的溶液生长法结合多步包覆法在自制的不同粒径SiO2单分散亚微球表面包覆不同厚度的β-FeOOH涂层,得到单分散β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球.实验结果表明,SiO2核心颗粒尺寸对表面涂层的形态和包覆均匀性有很大影响.当SiO2核心颗粒的平均粒径为250 nm左右时,β-FeOOH表面涂层均匀,颗粒间团聚较少,一次包覆后涂层厚度约为35 nm.涂层中β-FeOOH纳米棒的尺寸随着所选SiO2核心颗粒粒径的增大而相应增大.经多次包覆能够显著提高涂层的厚度,3次包覆后β-FeOOH表面涂层厚约100 nm.β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球与质量分数5%的NaOH溶液反应后,于600℃焙烧2 h得到了单分散α-Fe2O3空心微球.单分散α-Fe2O3空心亚微球表层是由α-Fe2O3纳米棒搭建而成的三维网络结构,α-Fe2O3纳米棒的尺寸与核壳结构中β-FeOOH纳米棒的尺寸基本一致.     

γ-Fe_2O_3纳米纤维的丙酮敏感特性

采用静电纺丝法制备了PVP/FeC6H5O7复合纳米纤维,并将复合纤维在500℃高温烧结3 h,X射线衍射分析(XRD)表明,烧结后的产物为正尖晶石结构的γ-Fe2O3晶体.扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明,制得了直径均匀、连续的复合纳米纤维,其平均直径约为1000 nm;烧结后的γ-Fe2O3纳米纤维保持了其连续性,但纤维发生了收缩,直径较烧结前小,平均约为600 nm.比表面积分析表明,γ-Fe2O3纳米纤维比表面积为57.18 m2/g.气敏性能测试结果表明,230℃为γ-Fe2O3纳米纤维检测丙酮气体的最佳工作温度.在此温度下,γ-Fe2O3纳米纤维对丙酮气体表现出高响应度[S=6.9,c(Acetone)=7.88×104mg/m3]和线性度(7.88×102~1.58×105mg/m3浓度范围内).同时,γ-Fe2O3纳米纤维气体传感器件还表现出良好的长期稳定性.     

包覆型磁性二氧化钛的制备及其光催化性能的研究

采用表面改性的方法分别制备了两种核-壳和核-壳-壳式结构的TiO2/γ-Fe2O3,TiO2/S iO2/γ-Fe2O3包覆型磁性二氧化钛.用XRD、TG-DTA、TEM、BET、和IR等手段对样品进行了结构表征,并研究了它们在紫外光照射下对甲基橙的降解性能.结果表明,在紫外光的照射下,包覆型磁性二氧化钛可有效地降解甲基橙;TiO2/S iO2/γ-Fe2O3的光催化活性优于TiO2/γ-Fe2O3,前者在循环使用三次后降解率仍不低于95%.     

肿瘤靶向的磁性荧光IR780-Fe3O4纳米颗粒用于循环肿瘤细胞的检测

循环肿瘤细胞(Circulating tumor cells,CTCs)的简单、快速分离和检测是目前临床研究中面临的一项挑战.本研究制备了具有肿瘤靶向识别作用的磁性荧光IR780-Fe3 O4纳米颗粒,并将其用于CTCs的分离和检测.通过电镜、荧光光谱仪和超导量子干涉仪对合成的IR780-Fe3 O4纳米颗粒进行表征;采用激光共聚焦显微镜和流式细胞仪对IR780-Fe3 O4纳米颗粒对肿瘤细胞和正常细胞的靶向效果进行了分析;利用激光共聚焦显微镜对IR780-Fe3 O4纳米颗粒在MCF-7细胞中的位置进行定位;并根据IR780-Fe3 O4纳米颗粒孵育后肿瘤细胞的荧光强度绘制标准曲线.研究结果表明,IR780-Fe3 O4能很好地靶向多种CTCs.细胞定位实验进一步表明,IR780-Fe3 O4主要靶向识别肿瘤细胞的线粒体.通过Fe3 O4磁性纳米颗粒偶联IR780建立的这种方法可很好地区分肿瘤细胞和正常细胞,并对模拟血液中的CTCs进行了分离和检测.     

α-Fe2O3纳米微粒的制备及其M(o)ssbauer谱研究

通过高能球磨的研磨,直接由普通α-Fe2O3粗颗粒制得了粒径约为10nm的α-Fe2O3纳米微粒.发现所得纳米微粒的室温M?ssbauer谱为不对称向内加宽的磁分裂六线峰.分析表明,不对称向内加宽现象主要由集体磁激发效应所引起.球磨所得α-Fe2O3纳米晶具有很高的各向异性常数值(K=8.9×103J·m-3).     

锂离子电池用α-Fe2O3-Ag复合纳米棒负极材料的制备及储锂性能

采用FeOOH纳米棒为前驱体,通过层层自组装法及随后的热处理过程制备出α-Fe2O3-Ag复合纳米棒.采用透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和电化学性能测试对样品的形貌、结构及电化学性能进行了表征.结果表明,Ag纳米颗粒均匀地分布在α-Fe2O3纳米棒的表面.作为锂离子电池负极材料,α-Fe2O3-Ag复合纳米棒表现出了较好的循环性能和较高的比容量.180个循环后,其比容量高达549.8 mA.h/g.     

纳米α-Fe_2O_3的XANES研究

选择纳米α -Fe2 O3体系 ,运用X射线近边吸收谱 (XANES)技术对纳米材料进行分析 .结果表明 ,三种尺寸的纳米α -Fe2 O3样品 (颗粒尺寸分别是 3nm ,10nm和 5 5nm)与粗颗粒商品的氧K边XANES谱的不同之处在于 ,纳米样品出现了一个新的吸收B峰 .研究揭示 ,该峰可能是纳米α -Fe2 O3中晶界部分氧的 2p - 4sp杂化所产生的一个新电子跃迁末态造成的 .进一步的研究表明 ,随着纳米α -Fe2 O3的粒子尺寸减小 ,氧的 2p轨道和铁的 3d轨道杂化增加 ,主要体现在 2p -eg 杂化程度加剧 ,使得纳米颗粒中铁周围的氧配位八面体畸变程度加强 .最后 ,通过对 3nm样品在研磨和不研磨两种制样方式获得的氧K边XANES谱分析 ,证实纳米粒子体系中存在特殊的协同作用力     

水热法制备SnO2/α-Fe2O3纳米复合材料

用α-Fe2O3纳米粒子作为前驱物,以SnC l4和NaOH作为反应试剂,通过简单的水热法制备了SnO2/α-Fe2O3纳米复合材料。SnO2/α-Fe2O3纳米复合材料具有有趣的形貌:直径约为20nm的SnO2纳米棒以α-Fe2O3纳米粒子为中心向四周辐射生长。利用X-ray粉末衍射(XRD),透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等测试手段对样品的成份、结构、形貌和尺寸进行了表征,初步探讨了SnO2/α-Fe2O3纳米复合材料的形成机理。     

低温湿固相反应凝胶法制备纳米γ-Fe2O3的研究

γ-Fe2O3纳米粒子因其在磁性、催化、气敏、生物医学等领域的广泛应用而备受青睐[1].传统制备γ-Fe2O3粒子的方法是在适当温度下加热α-FeOOH或γ-FeOOH,所得粒子粒径在微米级[2].     

石墨结构层包覆α-Fe纳米粒子的高分辨电镜研究

磁性金属纳米粒子的高表面活性使其极易被氧化.将纳米粒子包覆于石墨碳网中,将显著提高其抗氧化性.用金属钾还原2阶FeCl3石墨层间化合物(FeCl3-GICs)前驱体制备了石墨包覆纳米α-Fe.X射线衍射(XRD)、X射线能量色散谱(EDS)分析和透射电镜(TEM)观察表明,2阶FeCl3-GICs还原样品含有丰富的α-Fe纳米粒子.高分辨透射电镜(HRTEM)观察证实α-Fe纳米粒子由多晶组成,呈二维或准二维形态,α-Fe纳米晶的空间取向严格受石墨结构层控制.在实验基础上,提出了石墨包覆纳米α-Fe的一种可能的生长模型.     

磁性多孔γ-Fe_2O_3/P(St-DVB-MAA)聚合物微球的制备及其表征

以油酸包裹的γ-Fe2O3为磁性来源,选用苯乙烯(St)、二乙烯苯(DVB)和甲基丙烯酸(MAA)为共聚单体,通过改进的悬浮聚合法,制备了表面含有羧基的多孔磁性高分子微球.利用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜以及热重分析仪(TG)等对聚合物进行了性能表征.FTIR和光学显微镜结果分析表明,苯乙烯、二乙烯苯和甲基丙烯酸在磁性粒子的表面发生了聚合反应,生成了聚合物包埋磁粉的磁性聚合物复合微球,且微球表面含有羧基;SEM和光学显微镜分析测试结果显示合成的磁性γ-Fe2O3/P(St-DVB-MAA)复合粒子呈球形,微球具有多孔结构,且微球之间不发生团聚,微球粒子粒径分布均匀,大多数粒子粒径分布在0.4~0.9mm之间;TG测试的结果表明,磁性γ-Fe2O3被包覆在聚合物微球之中,且磁性粒子在微球中的包覆率达到12.12%.     

反相微乳液化学剪裁制备明胶-γ-Fe2O3纳米复合微粒

复合纳米微粒;反相微乳液化学剪裁制备明胶-γ-Fe2O3纳米复合微粒     

纳米化Fe2O3粉体的制备与表征

采用分析纯FeCl3·6H2O和NH3·H2O为主要原料,以均匀沉淀法制备了Fe2O3纳米粉体.通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)及差热分析(DTA)等手段研究了热处理温度、分散剂、反应pH值对Fe2O3相变、结构、形貌及纳米属性的影响.结果表明:纳米化增大了Fe2O3的表面能,γ-Fe2O3转变为α-Fe2O3的温度仅为238.2 ℃,比常规粉体降低了约312 ℃;由于量子尺寸效应和表面效应,使用分散剂后α-Fe2O3纳米粉体的分散性、均匀性得到改善,粒径下降,Fe-O键伸缩及弯曲振动IR吸收频率发生蓝移;尤其是硬脂酸钠分散后α-Fe2O3的Fe-O伸缩、弯曲振动吸收频率分别蓝移11.57、10.93 cm-1;获得了液相均匀沉淀法制备Fe(OH)3纳米粉体的最佳工艺条件.     

磁性γ-Fe2O3/BiOCl/BiVO4复合材料的制备及其光催化性能研究

采用γ-Fe2O3掺杂对Bi OCl/Bi VO4进行改性。通过超声-水热法合成出粒径在1.5~2.0μm、表面附着Bi OCl纳米片和球形颗粒γ-Fe2O3的Bi VO4微米块状磁性γ-Fe2O3/Bi OCl/Bi VO4复合光催化剂。结合XRD、SEM、UV-Vis DRS等表征手段对复合材料的组成、形貌、光学性质进行表征,通过光催化降解若丹明B溶液对其光催化性能进行评价。结果表明,使用过的15%γ-Fe2O3/Bi OCl/Bi VO4复合光催化剂可以通过外磁场作用很容易地与反应溶液分离,且仍具有较高的可见光催化活性和稳定性,其重复使用4次后,对若丹明B的降解率和光催化剂的回收率变化不明显,仍达到88.6%和90.3%。     

基于溶液配位化学过程调控的中空单晶氧化铁纳米材料

本文简要综述了本课题组近年来在单晶氧化铁空心纳米结构制备与生长机理研究方面的相关工作.通过采用磷酸根与硫酸根的双阴离子调节,结合反应时间、反应温度等条件的改变,实现了对α-Fe2O3单晶空心纳米结构形貌、尺寸和表面结构的良好调控,并提出一种针对非层状结构纳米环/纳米管新颖生长机理,即"配位辅助的定向溶解机理".以所制备的α-Fe2O3为前驱体,采用气相还原方法,成功制备得到了系列单晶Fe3O4和γ-Fe2O3管状及环状纳米结构,并对单个Fe3O4纳米环的磁学行为进行了考察.     

核壳型Gd2O3:Eu3+@Y2O3纳米发光材料的制备与发光性能

采用均相沉淀法制备了均匀球形的Gd2O3:Eu3+@Y2O3核壳结构纳米发光材料.XRD结果表明经过800℃焙烧后样品为立方晶系的Gd2O3,并且晶体发育良好,包覆Y2O3之后Gd2O3的衍射峰位置无明显变化,但随着包覆厚度的增加,出现了立方晶系Y2O3的衍射峰.FTIR谱图观测到了Gd-O,Y-O伸缩振动吸收峰,随着包覆厚度的减少吸收峰增强,认为当包覆层的厚度适当时,颗粒表面的悬空键(断键)变少,Gd(Eu,Y)-O键增多所致.SEM表明包覆前后样品为均匀分散的球形结构.XPS分析进一步证明了表面包覆上了Y2O3.荧光光谱表明:纳米Gd2O3:Eu3+表面包覆不同厚度的基质Y2O3后,均观测到Eu3+离子的特征红光发射,当包覆厚度R=4:1时的发光强度比未包覆的Gd2O3:Eu3+增强,认为核-壳型样品降低了纳米Gd2O3:Eu3+的表面效应给发光强度带来的负面影响.     

燃煤飞灰中铁质微珠的显微结构及其组成研究

选用我国三个典型燃煤煤种的电厂飞灰中铁质微珠,进行显微结构与物相组成等方面的研究。揭示出铁质微珠中存在空心微珠、子母珠和实心微珠三种显微颗粒类型,在这些显微颗粒表面可识别出以微粒状和八面体自形晶两种方式存在的赤铁矿和磁铁矿析晶;元素分析表明,燃烧褐煤电厂铁质微珠主要由Fe、Ca、Al、和Si元素组成,燃烧烟煤和无烟煤的电厂铁质微珠主要由Fe、Al和Si元素组成;物相分析发现,Fe在铁质微珠中以四种存在形式：Fe3O4、α-Fe2O3、γ-Fe2O3和Fe3+-玻璃相。这些物相在三个电厂飞灰中呈现出不同的分布特征,反映出不同的燃煤煤种在锅炉中燃烧温度的差异。随着温度的升高,Fe3O4先氧化为γ-Fe2O3,或γ-Fe2O3与Fe3O4的固熔体,然后再转变为α-Fe2O3,当温度超过 1 400 ℃时,Fe2O3又转化为Fe3O4。     

超稳纳米金催化剂—走在实用化的路上（英文）

纳米金的催化性能受载体影响巨大,选择合适的载体或设计金属—载体界面精细结构能显著影响纳米金的催化性能.迄今发现各种载体包括酸、碱金属氧化物、碳材料以及有机聚合物均可作为纳米金的有效载体.相应的各种金催化剂均展现出独特的催化活性与选择性.一个典型的例子是核壳结构的Au/NiO催化剂,基于该催化剂催化异丁烯醛制备异丁烯酸甲酯的化工厂已于2008年开始兴建.金催化剂在AsH_3气体传感器和汞收集器等环境分析方面也开始实际应用.因而,金催化剂的稳定性和使用寿命成为当前关注的焦点问题.目前报道的长寿命金催化剂典型例子有MINTEK催化剂和YD-3烟台催化剂,后者是由α-Fe2O3和La2O3改性氧化铝负载的金催化剂.中国科学院大连化学物理研究所张涛院士和王军虎研究员团队在近期研究中发现高温焙烧条件下Au纳米颗粒与羟基磷灰石(HAP)载体之间会发生金属-载体强相互作用(Strong Metal-Support Interaction简称SMSI)效应.SMSI效应导致载体对Au纳米颗粒形成包裹,可以有效提升Au纳米颗粒的抗烧结性能,但其对活性位的覆盖也会导致催化剂活性的下降.最近,该团队通过向载体HAP中添加Ti O2进行修饰,成功设计开发出Au/HAP-Ti O2催化剂.该催化剂上Au纳米颗粒与HAP接触的一侧被HAP薄层包裹,与Ti O2接触的一侧裸露,呈现出独特的半包裹结构.通过这种纳米尺度的结构设计,该金催化剂经过800°C的高温焙烧后不仅对一系列反应均表现出可观的催化活性和优异的抗烧结性能,且在模拟汽车尾气CO消除反应中表现出优于商业三效催化剂的反应稳定性.该工作为负载型纳米金催化剂的应用,特别是在高温催化反应中的实际应用提供了新途径,因此有望促进负载型金催化剂的实用化乃至商业化进程.     

纳米α-Fe_2O_3-TiO_2改性海藻酸钠/壳聚糖双极膜制备与表征

在壳聚糖(CS)阴离子交换膜中添加纳米复合半导体材料α-Fe2O3-TiO2,制备了PVA-SA/α-Fe2O3-TiO2-CS双极膜(PVA:聚乙烯醇;SA:海藻酸钠),并用扫描电镜、热重分析、电子万能试验机和接触角测定仪等对其进行了表征。研究结果表明,添加纳米α-Fe2O3-TiO2可提高双极膜的亲水性、热稳定性和机械性能。纳米α-Fe2O3-TiO2复合半导体材料较纳米α-Fe2O3或纳米TiO2单一半导体材料具有更强的光催化双极膜中间界面层水解离能力,在高压汞灯照射下能大大降低双极膜的膜阻抗和膜电阻压降(IR降)。     

Bowl-shaped poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/γ-Fe2O3 composites with elecromagnetic function

In this paper, electromagnetic poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/γ-Fe2O3 (PEDOT/γ-Fe2O3 ) micro-bowls, 1 2 μm in diameter, were prepared by a simple environment-friendly process. In this method, the aqueous solution of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) instead of any organic solvent was used. FeCl3 acted as a source of Fe Ⅲ for the formation of γ-Fe2O3 and as an oxidant for the polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT). The bowl-shaped morphology of PEDOT/γ-Fe2O3 composites was strongly influenced by the concentration of CTAB, FeCl2 , ammonia solution and the reaction temperature. The saturation magnetization of PEDOT/γ-Fe2O3 micro-bowls increased with the increase of FeCl2 concentration and reached 6.20 Am2 /kg at the FeCl2 concentration of 0.30 mol/L. The conductivity of the PEDOT/γ-Fe2O3 composites was in the range of 101 S/cm. The electrical and magnetic sources of PEDOT/γ-Fe2O3 micro-bowls were confirmed by SEM-EDX, TEM, XRD and XPS spectra. And the possible formation mechanism of PEDOT//γ-Fe2O3 was proposed.