磁性核壳Fe_3O_4@SiO_2-Ag纳米粒子的制备及性能研究

以Fe_3O_4、TEOS、AgNO_3为原料,采用葡萄糖做还原剂,在氯化胆碱(ChCl)水溶液中通过超声处理-化学镀法制备Fe_3O_4@SiO_2-Ag核壳纳米粒子。研究了AgNO_3浓度、ChCl浓度、pH值以及反应温度对银含量的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱(EDS)对Fe_3O_4@SiO_2-Ag的结构和形貌进行分析表征。将纳米粒子作为催化剂应用于烯丙基胺类化合物的合成反应,结果显示,当银含量为0.4%(wt,质量分数)时,催化效率可96%。     

氨基化修饰介孔Fe_3O_4@SiO_2@mSiO_2磁性吸附剂的制备及吸附性能的研究

以Fe_3O_4为磁核,中间包覆一层SiO_2,再以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂形成介孔二氧化硅,并以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为表面官能团化基团,对介孔磁性材料表面进行氨基官能团化。通过XRD、TEM、FT-IR对磁性纳米粒子及核壳式磁性纳米复合粒子进行了表征分析。研究了氨基功能化介孔磁性纳米粒子对水中Cu(Ⅱ)的吸附性能。考察了接触时间、溶液的pH值、初始浓度、吸附剂用量对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和吸附等温线进行了研究。同时考察了负载了重金属离子的吸附材料用酸溶液超声处理后循环使用的吸附效率。结果表明,二级动力学模型比一级动力学模型更适合于描述吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附动力学行为,说明吸附过程为化学吸附;其对Cu(Ⅱ)的吸附可用Langmuir吸附等温模型进行较好地描述,说明吸附为单分子层吸附,其对Cu(Ⅱ)的最大吸附量为120 mg/g;最大吸附发生在pH值为5.0,t=120 min时。且吸附剂解吸再生4次后,吸附率还能达到68.75%,说明所制备的氨基功能化磁性纳米材料具有较高的吸附容量,是一种潜在的能高效吸附、可再生利用的去除废水中重金属离子的吸附材料。     

介孔Fe_3O_4@碳磁性复合材料的制备与性能研究

利用可溶性淀粉或壳聚糖作为碳源前驱体,以溶剂热法制备的磁性Fe_3O_4纳米颗粒在喷雾干燥原位包覆过程中镶嵌于不同的碳源前驱体中,制得Fe_3O_4@X复合材料(X为可溶性淀粉或壳聚糖)。不同的前驱体复合材料在氮气气氛保护下经不同的高温煅烧,得到不同的介孔Fe_3O_4@碳磁性复合材料。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、超导量子干涉器磁强计(SQUID)、比表面积及孔径分布测定仪(BET)等手段对不同样品的形貌、结构、组分、磁性、比表面积和孔径分布进行了表征。结果表明,在煅烧温度为800℃条件下,以壳聚糖为碳源前躯体制备的Fe_3O_4@碳复合材料具有较好的比表面积、孔体积和孔径尺寸,并且这种复合材料对亚甲基蓝染料具有一定的吸附性能,在外磁场的作用下能进行有效的固液分离。     

Fe_3O_4@SiO_2硅油基磁性液体制备及其性能研究

通常情况下硅油的粘度随温度变化非常小,表现出优良的"耐温性",是其作为工作介质在特殊环境下的突出优点。将硅油的"耐温性"与磁性液体相结合,可以极大地扩宽磁性液体的应用领域。采用化学共沉淀法和正硅酸乙酯水解法制备了Fe_3O_4@SiO_2核壳型磁性颗粒,在制备Fe_3O_4@SiO_2磁性颗粒时,主要针对反应物添加顺序、前驱体溶液pH值、包覆温度、包覆剂用量等影响因素设计实验并优化了实验工艺。然后用硅烷偶联剂A1120对其包覆,采用超声分散与高能球磨振荡相结合的分散方式将包覆后的Fe_3O_4@SiO_2磁性颗粒分散在硅油基载液中,制备了硅油基磁性液体。通过振动样品磁强计(VSM)、红外光谱仪(IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等多种手段对纳米磁性颗粒进行了表征,并对硅油基磁性液体的流变性能、稳定性等进行了分析。结果表明,核壳型纳米磁性颗粒的粒径为15~20nm,单分散度高,具有超顺磁性;硅油基磁性液体的饱和磁化强度达2.51×10~(-2) T,具有优良的稳定性和粘温性能。     

电纺纳米纤维自组装制备强磁性Fe_3O_4@SiO_2核壳结构纳米粒

通过电纺纤维自组装制备了具有强磁性敏感性的Fe3O4@SiO2复合纳米颗粒.电纺纤维的形貌通过扫描电镜(SEM)进行表征。纳米颗粒的尺寸分布,形貌和磁性分别通过FESEM、TEM和VSM进行确定。结果显示,该复合纳米颗粒具有近似球形的结构,并且具有多个磁性内核被包覆其中。纳米颗粒的尺寸大约为40 nm。Fe3O4@SiO2复合颗粒典型的比饱和磁化强度高达43.842 A·m2/kg,并且其在室温下具有超顺磁性。由于该磁性纳米颗粒具有强磁性敏感性,它们势必可以应用于更加广泛的领域。     

纳米Fe_3O_4@SiO_2复合材料的疏水改性与吸油性能

采用一步法制备Fe_3O_4@SiO_2纳米复合物,经疏水改性后,获得超顺磁性和超疏水性纳米复合材料。其饱和磁化强度为61.03emu/g,接触角为153.4°。对润滑油的吸附实验结果表明:对润滑油有较好的吸附能力,在30min内就可以达到吸附平衡,最大吸油量为1.40g/g;在pH为5~8范围内,该纳米复合材料呈现出较高的吸附容量;连续循环使用6次,其吸油量仍可达1.34g/g。可见,所制备的疏水型纳米Fe_3O_4@SiO_2复合材料是一种易回收和可循环使用的高效吸油材料。     

Fe_3O_4/碳纳米管“核-壳”结构的制备及其电化学性能

以苯甲醇为溶剂,通过多壁碳纳米管(MWCNTs)上的芳环和苯甲醇苯环之间π-π共轭效应,自由的引入羟基基团,Fe3+静电吸附在MWCNTs网络结构的表面,进而溶剂热法一步合成Fe3O4/碳纳米管(Fe3O4/MWCNTs)"核-壳"复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高倍透射电镜(HRTEM)对样品的结构和形貌进行表征,结果表明Fe3O4尺寸约为10nm,稳固地生长在碳纳米管壁上。Fe3O4/碳纳米管复合材料作为锂离子电池负极材料时呈现出优异的电化学特性:电极材料在充放电速率为0.1A/g下循环100次之后所达到的可逆比容量为487mAh/g,循环稳定性明显优于Fe3O4电极。且在2A/g的大电流密度条件下可达到的可逆比容量为389mAh/g。     

Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C复合材料的制备及其电化学性能

本文以葡萄糖作为碳源,采用溶剂热法进行原位碳包覆合成了Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C材料,研究了材料的结构及电化学性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安扫描(CV)和恒流充放电技术对材料结构及电化学性能进行了表征。结果表明,采用此法合成的Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C复合材料呈现多孔结构,粒径约为250nm,经历40次循环后材料的可逆容量依然能保持在645.7mAh/g,较未包覆碳材料的电极提高了19.0%,其可逆容量和循环稳定性能得到了显著提升。     

Fe_3O_4@SiO_2@COOH@NTA-Ni的制备及其对生物分子荧光检测的研究

采用溶剂热法制备了Fe_3O_4纳米团簇,利用溶胶凝胶法对其进行SiO_2包覆,然后用羧基硅烷化试剂进行羧基化修饰,使其表面连接NTA,引入不同浓度Ni~(2+),制备了Fe_3O_4@SiO_2@COOH@NTA-Ni磁性纳米功能组装体。并对制备的各中间体进行了形貌、Zeta电位、化学组成、羧基密度、Ni~(2+)含量、磁性能的表征。最后,我们利用该磁性纳米功能组装体检测荧光素标记的His标签蛋白和非His标签蛋白,研究了组装体本身荧光对于检测的影响。结果表明Fe_3O_4纳米团簇和Fe_3O_4@SiO_2具有良好的分散性,羧基化后表面羧基密度可达0.5μmol/mg,各中间体在去离子水中有良好的稳定性,1g磁性纳米功能组装体的Ni~(2+)含量高达8.693×10~(-5)mol,具有较高的饱和磁化强度并保持了超顺磁性;同时,我们通过加入洗脱液,检测上清液,解决了该磁性纳米功能组装体自身荧光对检测的影响,从而拓展了其在药物筛选、酶检测等领域的应用。     

磁性Fe_3O_4@SiO_2复合纳米颗粒的制备与表征

采用化学共沉淀法和正硅酸乙酯水解法制备了SiO_2包覆的Fe_3O_4磁性颗粒,采用X射线衍射仪、接触角测定仪、振动样品磁强计、透射电子显微镜等多种测试手段对所制备的颗粒进行了表征。结果表明:磁性颗粒表面成功包覆了一层SiO_2,包覆后的颗粒粒径为20 nm左右,具有超顺磁性;接触角从包覆前的120°减小到90°左右,亲油性显著增强;复合Fe_3O_4颗粒的饱和磁化强度随SiO_2包覆量的增加而减小,其值为84 kA/m,达到了使用要求。     

一步法制备Fe_2O_3/碳纳米管复合材料及其电化学性能研究

采用水热法一步制备了氧化铁(Fe_2O_3)/碳纳米管复合材料,并对制得的Fe_2O_3/碳纳米管复合材料的形貌、结构进行了表征。对Fe_2O_3/碳纳米管复合材料的循环伏安特性和电化学性能进行了研究。七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)用量为200mg制得的Fe_2O_3/碳纳米管复合材料,在放电电流密度为0.5A/g条件下,Fe_2O_3/碳纳米管复合材料的比电容高达618F/g,在500次循环之后电容保持率可达56.8%。     

DMFC阳极催化剂Fe_3O_4@Pt的制备及其催化性能

采用水热法制得粒径为150~300 nm、分散性良好的Fe_3O_4磁性内核颗粒,经APTES对Fe_3O_4进行氨基化修饰后,用NaBH_4原位还原H_2PtCl_6制得Fe_3O_4@Pt核壳结构的DMFC阳极催化剂,对其进行TEM、XRD、XPS、EDS和催化活性及稳定性表征,结果表明:制得的Fe_3O_4@Pt颗粒表面主要由Pt组成,形成了完整包覆一层Pt的Fe_3O_4@Pt粒子,颗粒粒径为200~300 nm,Fe与Pt的原子比近似为3:1;Fe_3O_4@Pt具有良好的稳定性,在循环100圈后,Fe_3O_4@Pt修饰的玻碳电极在新配制的0.5 mol/L H_2SO_4+1 mol/L CH_3OH溶液中循环第101圈的峰电流密度是第一圈的94.51%;纯Pt的峰电流密度仅为Fe_3O_4@Pt的90.73%,Fe_3O_4和Pt之间存在电荷传递,从而提高了Fe_3O_4@Pt的催化活性。因此Fe_3O_4@Pt有望取代Pt作为DMFC的阳极催化剂。     

Fe_2O_3/ZnFe_2O_4纳米复合材料的制备及其光学特性

采用水热法制备了Fe2O3/ZnFe2O4纳米复合材料,使用XRD、TEM、SEM等测试手段对产物进行了表征,并采用紫外-可见分光光度计（UV-Vis）对产物的光学吸收特性进行了研究,结果表明,改变反应物的浓度和Zn掺杂比例可以分别得到Fe2O3/ZnFe2O4复合物和Zn掺杂Fe2O3。Fe2O3和ZnFe2O4的复合可以明显扩展Fe2O3在可见光波段的吸收范围,Zn掺杂Fe2O3样品的吸收可以达到红外波段。     

Fe_3O_4@ TiO_2核壳磁性纳米材料的制备及表征

利用溶剂热法制备了单分散Fe3O4纳米粒子,以钛酸四丁酯(TBOT)为前驱体,采用溶胶-凝胶与溶剂热两步法制备了3种不同形貌的磁性核壳材料Fe3O4@TiO2。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(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,TiO2在Fe3O4颗粒表面形成很好的包覆层,产物结晶度高、形态规则、磁性能优良,为其在环境净化、生物医学、能源转换与存储等领域的潜在应用提供了有利条件。此外,还对TiO2壳层的包覆机理做了初步的研究。     

Fe_3O_4/SiO_2介孔组装纤维的制备及磁性能

以硝酸铁和正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Fe3O4/SiO2介孔组装纤维。当n（Fe）/n（Si）=0.13～0.23,n（H2O）/n（Si）=1.2～2.1时,溶胶体系的成纤性良好。利用TGA-DTA、IR光谱、XRD、SEM对介孔组装纤维进行了表征,结果表明介孔组装纤维表面光滑、致密,直径约为50μm,磁性颗粒约为50nm,镶嵌在无序凝胶网络的介孔中;SiO2主要以无定形态存在,铁以Fe3O4结构存在。利用VSM考察了纤维的磁性能,结果表明Fe3O4/SiO2介孔组装纤维比饱和磁化强度（σs）达11A.m2/kg,呈现良好的软磁特性。     

Fe_2O_3/煤基石墨烯纳米复合材料制备及其电化学性能研究

以自然界富产煤炭为原料,通过高温处理、化学氧化及等离子体技术制备了煤基石墨烯,并进一步通过水热合成法将Fe2O3负载在所制石墨烯表面,成功制备了不同质量比的Fe2O3/石墨烯纳米复合材料。采用SEM、TEM等技术手段,研究了Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的结构特征;采用电化学工作站和锂电池系统,研究了Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的电化学特征。实验结果表明:质量比为50%的Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的各项电化学性能最佳。     

Fe_3O_4/斜发沸石磁性复合材料的制备及其性能

采用化学共沉淀法制备Fe₃O₄磁流体,再与斜发沸石复合制备一系列不同Fe₃O₄载量的磁性斜发沸石,并进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)等表征分析,测定了其磁分离回收率及Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺的饱和交换吸附量.结果表明,Fe₃O₄微粒赋存于斜发沸石表面或相互聚集,磁性斜发沸石磁稳定性好,并具有良好的超顺磁性,其对Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺的交换吸附性能与其所含斜发沸石相当,但随Fe₃O₄载量增加而降低.Fe₃O₄载量为25wt%时,其饱和磁化强度Ms、剩余磁化强度Mr分别为14.787和0.398A·m2/kg,磁分离回收率为94.6%,Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺的饱和交换吸附量分别为12.3、12.0和23.4mg/g.磁性斜发沸石经磁分离回收并放置于空气中100d后仍保持良好的超顺磁性和较高的磁分离回收率.     

Fe_2O_3@SrTiO_3纳米复合材料的制备与光催化性能研究

采用溶剂热法制成纳米纺锤体Fe2O3,再采用溶胶-凝胶法制成Fe2O3@SrTiO3纳米复合材料,并对其进行SEM、IR、EDS、XRD表征。SEM显示制备了纳米纺锤体Fe2O3和Fe2O3@SrTiO3纳米复合材料;IR、EDS表征都证明SrTiO3负载成功;XRD表征显示Fe2O3为赤铁矿晶型,掺杂的SrTiO3为无定形态。针对偶氮类染料橙Ⅱ的光催化实验表明,复合材料的光催化性能优于纯Fe2O3和纯SrTiO3,且随着SrTiO3含量的增加,光催化活性增强。当SrTiO3制备过程中所加前驱体剂量为17.0g时,橙Ⅱ的去除效率为37.5%。     

Fe_3O_4-Ag磁性复合纳米颗粒的制备及其生物医学应用研究进展

Fe3O4-Ag复合纳米颗粒将四氧化三铁纳米颗粒和银纳米颗粒所拥有的多种特性有机地结合在一起,显示出单组分纳米颗粒无可比拟的理化性能,在生物医学领域具有重要的应用价值,因而成为目前研究的热点。介绍了核壳型Fe3O4-Ag复合纳米颗粒的制备研究进展,阐述了Fe3O4-Ag复合纳米粒子在生物医学领域的应用,最后归纳了今后可能的研究方向。     

核壳结构α-Fe_2O_3的制备及其气敏性能的增强

采用水热法制备得到了核壳结构的α-Fe_2O_3,并研究了反应温度对产物形貌和结构的影响。使用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品进行了表征,发现反应温度对产物的最终形貌起到决定性作用。气敏性能研究结果表明样品对甲醛和乙醇的选择性良好;响应/恢复时间短;响应灵敏度高,在100×10-6乙醇气氛下核壳结构体的响应值约为体材料的6倍。