不同磁场下水热制备CoFe2O4纳米颗粒及其磁性能的研究

以Co(NO3)2·6H2O,Fe(NO3)3·9H2O,NaOH为原料,在不同外加磁场条件下进行水热处理,分别制备了颗粒尺寸为几纳米到20 nm的CoFe2O4纳米颗粒,通过XRD,TEM和振动样品磁强计对其晶体形貌和宏观磁性能进行表征.结果表明,采用水热法制备的CoFe2O4可获得纯度较高晶粒生长完整的CoFe2O4磁性纳米微粒,稳恒磁场条件对晶格常数,磁性能有较大的影响.当稳恒磁场在一定范围内时,随着稳恒磁场的增加,磁性颗粒的粒径增大,样品室温下的饱和磁化强度逐渐增大.但是当稳恒磁场超出一定范围时,随着稳恒磁场的减小,磁性颗粒的粒径减小,样品室温下的饱和磁化强度逐渐减小.     

CoFe2O4纳米颗粒的制备及其磁学性能

采用溶胶凝胶法制备了CoFe2O4纳米颗粒,分别使用聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)作为分散、凝胶剂,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和综合物性测量系统(PPMS)对CoFe2O4纳米颗粒的结构组成及物相、形貌尺寸和磁学性能进行分析研究.对比了两种分散剂制备的CoFe2O4纳米颗粒的磁学性能,并研究了不同量的PEG对CoFe2O4纳米颗粒的磁学性能的影响.结果表明:用PEG制得的CoFe2O4纳米颗粒的饱和磁化强度(143.11 emu/g)比用PVA制备的CoFe2O4纳米颗粒的饱和磁化强度(62.81 emu/g)大很多,其主要原因是Co2+在A位和B位的重新分布;PEG用量不同时,得到的CoFe2O4纳米颗粒尺寸不同,而颗粒尺寸大小又是影响CoFe2O4纳米颗粒的饱和磁化强度的主要因素;用4 gPEG制备的CoFe2O4纳米颗粒的形貌、尺寸和磁学性能最好.     

纳米CeO2吸附剂的制备及对六价铬的吸附性能

吸附法是去除水中重金属离子的重要方法,开发新型吸附剂一直是研究热点.利用浸渍法和水热法制备了片状和无定形的纳米CeO2吸附剂,探讨其对六价铬的吸附性能,分析pH、吸附时间、六价铬初始浓度等因素对其吸附性能的影响,并通过循环吸附实验考察纳米CeO2吸附剂的再生能力.结果表明:厚度30 nm、直径大小约为400 nm的片状CeO2吸附剂具有更强的吸附能力和更快的吸附速率,80 min时基本达到吸附平衡;两种吸附剂的最佳吸附pH为3;吸附动力学均符合伪二级动力学方程,Langmuir模型和Freundlich模型均能很好地拟合等温吸附过程,表明纳米CeO2对六价铬的吸附以单层吸附为主.片状CeO2四次吸附-解吸实验之后吸附率稍有下降,表明片状CeO2吸附剂有较好的再生能力,因而,该片状CeO2吸附剂适用于与酸性Cr(Ⅵ)废水的处理.     

Fe3O4/LDHs复合结构的制备及吸附性能研究

分别采用两种方式(一步合成法和二步合成法)在Fe3O4表面生长层状双金属氢氧化物(LDHs),得到了Fe3O4/LDHs复合材料.利用X-射线衍射、电子显微分析、红外光谱和交变梯度磁强计等测试方法研究了LDHs和Fe3O4的复合方式对复合材料形貌、粒径、结晶性、磁性能和吸附性能的影响.同时对比分析了LDHs和Fe3O4/LDHs复合材料对Cr(Ⅵ)离子的平衡吸附规律.结果表明,采用一步合成法制备的Fe3O4/LDHs复合材料具有良好的磁性能和吸附性能.     

氨基改性微孔/介孔分子筛吸附CO2的研究进展

氨基改性吸附剂因其吸附速率快、再生能耗低、CO2捕集能力较高等优点,成为近年来研究的热点.综述了一系列常见的微孔/介孔分子筛氨基改性及其CO2吸附性能的研究进展.同时讨论了浸渍法、嫁接法和双功能化在分子筛氨基改性过程中的优缺点.最后,对氨基改性分子筛的发展与研究方向进行了展望.     

Ce-La@Fe3O4吸附剂制备及其除氟性能研究

采用水热法合成了Ce-La@Fe3 O4复合吸附剂,并将其应用于水溶液中氟离子的去除研究.扫描电镜发现Ce-La@Fe3 O4吸附剂呈方块状颗粒,大小为(1.22±0.35)μm,吸附氟离子后颗粒出现了一定程度黏连.Ce-La@Fe3 O4吸附剂对氟离子的吸附动力学遵循拟二级动力学反应模型,整个吸附反应为多级控制过程;相比于Freundlich模型,Ce-La@Fe3 O4吸附剂对氟离子的吸附更加符合Langmuir模型,该吸附过程为放热反应,温度越高越有利于吸附容量提高.吸附剂Ce-La@Fe3 O4具有磁性,吸附氟离子后,易于采用普通磁铁将其吸附回收重复使用.     

酰胺功能化修饰琼脂糖/硅胶复合材料的制备及吸附性能研究

采用溶胶-凝胶法,以氧化琼脂糖和四甲氧基硅烷为前驱体,通过水解、缩聚反应制得琼脂糖/硅胶复合材料,进一步利用开环、"巯-烯"点击和酰胺化反应对复合材料实现酰胺基团功能化修饰.借助红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)对所制备复合材料进行结构、组成和微观形貌表征.以制备的酰胺功能化修饰琼脂糖/硅胶复合材料为吸附剂,探讨其对莱克多巴胺的吸附过程,实验考察了溶剂、吸附时间、莱克多巴胺的初始浓度等对吸附的影响.结果表明:经过修饰反应酰胺基团成功接枝到琼脂糖/硅胶复合材料,该材料颗粒呈球形,粒径在2～3μm之间;复合材料对莱克多巴胺表现出良好的吸附性能,吸附过程50 min达到平衡,适合准二级动力学特征,属化学吸附,吸附等温线符合Freundlich模型;复合材料经过6次吸附解析,再生后对莱克多巴胺的吸附率仅有小幅下降,表明具有较好的循环再生吸附能力.     

二次加热法制备单分散性CoFe2O4纳米晶及其磁性研究

本文分别以CoCl2·6H2O,FeCl3·6H2O,NaOH为原料,利用N(CH3)4OH (四甲基氢氧化铵)作为改性剂,对CoFe2O4纳米颗粒进行原位表面改性,采用二次加热法,制备单分散性CoFe2O4纳米晶.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、能量散射分析仪(EDS)和振动样品磁强计等测试手段对样品的形貌,粒径,结构,以及磁学性能等进行了表征.结果表明,单分散性CoFe2O4纳米晶仍具有较大的饱和磁化强度和矫顽力.     

钴铁氧体亚微米球吸波性能与成分的关系研究

用溶剂热方法制备CoxFe3-xO4 (0≤x≤1)亚微米球, 可看作不同比例Fe3O4和CoFe2O4的混合物.实验发现:当原料中钴铁原子比为1∶1、1∶2、1∶4和0时,反应得到的球分别为CoFe2O4、Co0.9Fe2.1O4、Co0.73Fe2.27O4和Fe3O4.Fe3O4与石蜡混合物(质量分数75wt;)厚度为5.5 mm时,反射率最低为-38 dB,对应频率为4 GHz;Co0.9Fe2.1O4与石蜡混合物在3~14 GHz频率范围内介电损耗大于磁损耗,计算出来的反射率分贝值(-41.1 dB,12.08 GHz,2 mm)低于相关报道.比较四种成分的钴铁氧体球可以看出:当x值不同时,由于成分Fe3O4和CoFe2O4的自然共振频率不同,引起磁性能随微波频率发生变化,而且由于二价铁离子被钴离子取代,结晶性也发生改变,进而改变了材料的介电和吸波性能.     

棒状超顺磁性铁锰复合氧化物制备及对Pb2+吸附性能的研究

采用水热-共沉淀法,以N,N-二甲基十二烷基氧化胺(DDAO)与硬脂酸铁(Ⅲ)(STFE)组成的囊泡为软模板,FeSO4·7H2O为二价铁源,MnSO4·H2O为锰源,NaOH为碱源,制备铁锰复合氧化物.利用SEM、XPS和BET对样品进行了表征,并对复合氧化物磁性及复合氧化物对Pb2+的吸附性能进行了研究.结果表明,样品的形貌可通过不同煅烧温度进行调控,在500℃制备出样品是直径约为40 nm,长度约为150 nm棒状结构;对Pb2+吸附测试结果表明,在500 ℃制备的样品对Pb2+表现出优异的吸附性能,饱和吸附量为618.118 mg/g,重复5次使用后饱和吸附量仍在390 mg/g.特别是这种材料很好的超顺磁性(饱和磁化率为63.9814 A·m2/kg),可以实现对吸附剂有效的回收.     

高锰酸钾对石墨烯及石墨烯-CaTi2O4(OH)2复合材料电化学性能的影响

由于CaTi2O4(OH)2导电性较差,为进一步提升CaTi2O4(OH)2电化学性能,将具有优异导电性的石墨烯材料与之复合.采用C为原料,H2 SO4为插层剂,KMnO4为氧化剂还原制得石墨烯,将两者复合制备石墨烯-CaTi2 O4(OH)2复合材料.研究高锰酸钾用量对石墨烯-CaTi2O4(OH)2复合材料电化学性能的影响.利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的显微结构、形貌进行检测分析,采用恒电流充放电(CP)和循环伏安(CV)等技术测试其电化学性能.实验结果表明:当高锰酸钾用量5 g时,可以制备出氧化、还原程度良好,电化学性能优异的石墨烯,与CaTi2O4(OH)2复合制得样品电极,其电化学性能最优,在5 A/g的工作电流密度下,样品比电容高达394.2 F·g-1是纯CaTi2O4(OH)2电容值(162 F·g-1)的2.43倍.     

氧化石墨烯/二氧化硅复合材料的制备及其在吸附领域应用研究进展

近十年来,氧化石墨烯(GO)基复合材料日益引起研究者的广泛兴趣,而氧化石墨烯和二氧化硅的复合材料是其中的一个研究热点.本文介绍了氧化石墨烯/二氧化硅(GO/SiO2)复合材料的制备及其在吸附领域的应用.其制备方法包括非共价键法和共价键法,在非共价键法中,包括阳离子表面活性剂法和二氧化硅表面改性法;在共价键法中,包括形成酰胺键(-CO-NH-)、硅酯键(-COOSi-)、碳氧硅键(-C-O-Si-).吸附领域的应用包括对重金属离子、有机物的吸附.最后,我们对氧化石墨烯/二氧化硅复合材料将来的发展进行了展望.     

CuFe2O4/改性活性炭磁性复合材料表征及其吸附性能

运用化学沉淀法合成了CuFe2O4/改性活性炭(MAC)磁性纳米复合材料,并研究其对罗丹明B(Rh B)的吸附性能.运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)和比表面积测定仪等技术对其理化性质进行了表征,分析表明复合材料颗粒大小在10～100 nm之间;探讨了CuFe2O4/MAC磁性复合材料吸附Rh B的过程,考察了溶液的pH值、Rh B的初始质量浓度、温度等因素对吸附的影响.结果 表明:CuFe2O4/MAC磁性复合材料可有效吸附去除Rh B,其吸附过程适合准二级动力学模型及吸附等温线符合Freundlich模型,饱和吸附容量为73.54 mg/g.CuFe2O4/MAC磁性复合材料具有较好吸附性能和磁响应性,易于分离回收,可作为一种有效去除水体污染物的吸附材料.     

磁性Fe3O4/膨胀石墨对亚甲基蓝的吸附性能研究

以膨胀石墨(EG)为载体,采用简单的水热法,制备出磁性Fe3O4/膨胀石墨(MEG).采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对MEG的组成结构和形貌进行表征.以亚甲基蓝为目标污染物,探讨了溶液pH值、吸附时间、盐离子浓度和亚甲基蓝初始浓度对吸附性能的影响,并对吸附动力学和吸附等温线进行研究.结果表明:当亚甲基蓝初始浓度为50 mg·L-1,pH值为7,吸附时间为60 min时,对亚甲基蓝的去除率和吸附量分别为97.03;和48.52 mg·g-1,随着溶液中盐离子Na+和Ca2浓度的增加,MEG对亚甲基蓝的吸附性能降低;MEG对亚甲基蓝的吸附行为符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型.MEG可以使用磁铁进行分离回收,回收率达95.71;.5次吸附-再生后,吸附量仍较高为41.72 mg·g-1,说明MEG吸附剂具有较稳定的重复使用能力.     

活性炭负载纳米零价铁去除水溶液中U(Ⅵ)的研究

采用NaBH4还原Fe2+制备活性炭负载纳米零价铁,以去除水溶液中铀酰离子,使用X射线衍射(XRD)对材料进行了表征,考察了活性炭负载纳米零价铁投加量、溶液pH值、反应温度和吸附时间对铀去除效果的影响.分别用动力学和吸附等温模型对吸附数据进行了分析.结果表明:XRD分析活性炭负载纳米零价铁负载的颗粒大部分为纳米零价铁,表面有一层铁氧化物(FeOOH)生成.活性炭负载纳米零价铁对U(Ⅵ)具有很好的去除效果,当投加量为0.5 g/L、U(Ⅵ)初始质量浓度为250 mg/L、pH =5、温度为35℃、时间为60 min时,U(Ⅵ)去除率为98.52;,吸附量为492.6 mg/g.吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型,所制备的吸附剂有望解决含铀废水难以有效处理等问题.     

CoFe_2O_4纳米线的制备及磁性研究

采用模板-电泳沉积技术制备CoFe2O4纳米线,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和振动样品磁强计(VSM)对样品的物相、微观组织结构和磁性能进行研究。结果表明:样品具有立方尖晶石型钙钛矿结构,纳米线的直径约为200 nm,与PAA模板的孔洞直径一致,随热处理温度的升高,样品的比饱和磁化强度、剩余磁化强度以及矫顽力变大。     

Fe3O4@SiO2-NH2纳米粒子制备及其对Pb2+吸附性能影响

采用共沉淀法合成Fe3 O4纳米粒子,并在其表面依次包覆SiO2和γ-氨丙基三乙氧基硅烷,溶胶凝胶一步法合成氨基化磁性纳米粒子Fe3 O4@SiO2-NH2.并通过SEM、FTIR和VSM等测试方法,对该磁性纳米粒子的颗粒形貌、表面性质及磁强度进行了表征;考察了介质pH值对该磁性纳米粒子吸附Pb2+的平衡吸附容量的影响,并研究了吸附动力学、等温吸附线及吸附热力学.结果表明:Fe3 O4@SiO2-NH2粒径大小平均为80 nm,饱和磁化强度为79.52 emu/g,其对Pb2+吸附过程是吸热过程和熵增过程;吸附行为符合Lagergren准二级动力学模型,化学吸附占主导;符合Langmuir模型,是单分子层吸附.在介质pH值为6、温度为313 K时吸附效果最优,最大吸附容量可达到179.5 mg/g.     

三维花状复合材料Fe3O4-ZnO的制备与性能研究

以FeCl3、Zn(Ac)2、NH3· H2O等为原料,采用水热法制备了三维花状Fe3O4-ZnO磁性复合材料.通过SEM、XRD、XPS、ICP、UV-Vis DRS及VSM等对样品组成、结构等进行了表征,并以亚甲基蓝为目标降解物,考察了不同Fe/Zn摩尔比复合材料在紫外光照下的光催化活性.结果表明,n(Fe/Zn)为0.36时,Fe 3O4-ZnO复合材料表现出较优异的光催化活性,在180 min内对亚甲基蓝的降解率达到99.3;.SEM分析表明Fe3 O4-ZnO复合材料由六棱柱纳米棒自组装而成,与纯ZnO相比,该Fe3O4-ZnO复合材料紫外线吸收发生红移,拓展了ZnO的可见光响应.此外,该复合材料具有较强磁性(饱和磁化强度是24.91 emu/g),可通过外加磁场将其分离回收,重复使用四次后对亚甲基蓝的降解率仍达到95.5;.     

Ti-FAC复合光催化剂的水热-溶胶浸渍法制备及其对水中亚甲基蓝的光催化降解研究

水热-溶胶浸渍法制备可磁分离复合光催化剂分两步进行:首先,水热法将锰锌铁氧体负载于活性炭(AC)上制得软磁性活性炭(FAC),然后钛溶胶浸渍FAC,煅烧后形成软磁性复合光催化剂Ti-FAC.以亚甲基蓝为目标降解物考察了制备参数对其光催化降解率的影响,并使用XRD、SEM和VSM对其晶体结构、形貌和磁性能进行了表征.结果表明:锰锌铁氧体负载最为AC质量的1/8,钛溶胶浸渍两次,在500℃煅烧后所得复合光催化剂光催化活性最高.此复合催化剂上锰锌铁氧体为尖晶石结构,并有轻微烧结;TiO2纳米颗粒为锐钛矿相,均匀分散于AC上或者锰锌铁氧体上.该复合光催化剂具有很好的软磁性和稳定性,在循环使用过程中可采用外加磁场进行固液分离,并经6次循环使用后仍保持较高的光催化降解率.     

溶胶凝胶法制备氧化石墨烯/氧化铝复合材料

将不同配比的异丙醇铝(AlIP)和氧化石墨烯(GO)水分散液,通过溶胶凝胶法制备了氧化石墨烯/氧化铝复合材料.通过SEM和TEM分析,氧化石墨烯被纳米颗粒包裹.XRD分析显示纳米颗粒的成分是Al2O3,通过原子力显微镜(AFM)分析,纳米颗粒的平均粒径为50 nm.复合材料的生长机理是:首先GO和AlIP分子结合,AlIP水解后在GO表面生成AlOOH的小颗粒,随着反应的继续进行颗粒逐渐长大,通过高温处理,AlOOH转变为Al2O3.