ZnFe2O4纳米颗粒的制备及其磁学性能研究

利用溶胶—凝胶法成功制备出ZnFe2O4纳米颗粒,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等表征手段研究了ZnFe2O4纳米颗粒的结构和磁学性能.结果表明:样品为纳米颗粒状,呈尖晶石结构,结晶质量很好.经400℃预处理之后,ZnFe2O4纳米颗粒已显示顺磁性,而经过650℃和750℃二次烧结后的样品,随着烧结温度的升高,饱和磁化强度逐渐变小.     

复合多铁材料0.2NiFe2O4/0.8BaTiO3的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶与固相反应相结合的方法制备0.2NiFe2O4/0.8BaTiO3复合多铁材料.X射线衍射结果表明,铁电相与铁磁相共存.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌进行了分析.扫描电子显微镜结果表明材料内部是异质结构的,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)结果分析复合材料由NiFe2O4和BaTiO3两相构成,并且两相之间存在明显的界面.电滞回线表明,样品具有铁电性,但存在着一定的漏电.利用振动样品磁强计(VSM)对样品的磁性能进行了测量,由于NiFe2O4的存在,样品具有磁性.     

NaOH共沉淀法制备尖晶石型CoxZn1-xFe2O4纳米晶

以CoSO4、ZnSO4和Fe2(SO4)3为原料,NaOH为沉淀剂,利用化学共沉淀法制备了CoxZn1-xFe2O4纳米晶;通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)分别对CoxZn1-xFe2O4纳米晶的形貌、尺寸、结构和磁性能等进行表征.结果表明制备的CoxZn1-xFe2O4均为尖晶石结构,晶粒为球形,粒径在30～60 nm之间.样品的比饱和磁化强度(σs)、矫顽力(Hc)随钴含量的增加而增加,样品逐渐从ZnFe2O4的顺磁性转变为CoFe2O4的亚铁磁性.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的Al2O3包覆研究

文章采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,并采用液相包覆的方法对其进行改性处理。采用XRD、SEM、XPS以及电池测试系统等,研究了所制备材料的结构、组成、性能和包覆机理。实验结果表明:表面处理后的LiMn2O4循环性能显著提高,以A12O3对尖晶石LiMn2O4进行表面包覆,使LiMn2O4颗粒不与电解液直接接触,可以防止锰离子溶解在电解液中,获得结构稳定、循环性能优异的锂离子电池正极材料;同时Al2O3会和电解液中微量的HF反应,减小了HF对锰离子溶解的加速作用。     

铁酸镧超细粉末的制备

以La(NO3)3·6H2O、(NH4)2Fe(SO4)2和Fe2O3为原料,运用正交实验法确定最优实验条件,利用固-液界面法制备稀土铁酸盐超细粉末———铁酸镧.对产物进行部分物理测试,分别测定其全铁、亚铁离子含量,用扫描电子显微镜测定其形貌和粒径.结果表明,产物为均匀的圆球状纳米微粒,平均粒径76.0nm,反应中没有经过中间化合物,而是在固液界面上进行的.     

CaCl2的水解反应对固态SiO2显微特征的影响

利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等手段,并结合热力学理论计算,研究了浸泡在1173 K温度下脱水不完全的CaCl2熔盐中的固态SiO2圆柱样显微特征变化及其原因,初步分析了CaCl2盐的水解反应对固态SiO2电解特性的影响.结果表明,未严格脱水操作的CaCl2盐很容易高温水解,生成的CaO在熔体中的活度只要不低于0.001,即可与SiO2逐级形成CaO·SiO2(CS)、3CaO·2SiO2(C3 S2)和2CaO·SiO2(C2 S)等多种硅酸盐,导致圆柱体外表面的形貌、结构发生较大变化;圆柱体内部渗透进入的熔盐中CaO含量低,形貌变化较小.外表面硅酸盐层的存在使仅内置阴极集流体的固态Si O 2圆柱体电解还原速度减慢和难度增加.     

纳米ZnFe2O4的柠檬酸盐前驱体法制备与表征

采用柠檬酸盐前驱体法制备纳米ZnFe2O4颗粒,并通过TG-DTA、XRD、TEM和磁性能测试对纳米ZnFe2O4颗粒进行表征.结果表明,柠檬酸盐前驱体在500℃×2h煅烧后可得到单一ZnFe2O4相.通过XRD分析,纳米ZnFe2O4晶粒粒径为21 nm,与TEM分析结果一致;在300 K下测得纳米ZnFe2O4饱和磁化强度为3.5 emu/g,剩磁为0.61 emu/g,矫顽力为17.508 kA/m.     

ZnO不同微结构/ZnFe_2O_4复合薄膜光生电荷热动力学与光电性质研究

采用不同方法分别制备出ZnO纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米管4种微结构,以ZnFe2O4为无机染料敏化剂在ITO透明导电玻璃上制备成ZnO不同微结构/ZnFe2O4异质结.XRD检测结果表明,所有复合结构中两种组分都达到了良好的结晶状态;而且,各复合薄膜体系都呈现出了异质结复合结构的光吸收特性,但光吸收性质差异不明显.稳态表面光电压谱测试结果表明,各异质结构都呈现出优于单一组分的光伏响应特性;而且,4种异质结构光伏性质呈现出:ZnO纳米管/ZnFe2O4ZnO纳米棒/ZnFe2O4ZnO纳米线/ZnFe2O4ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4的特点.在较弱正外电场诱导下,复合薄膜仍然保持稳态下的光伏响应特性;随着外电场逐步提高,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4光伏性质增加非常明显,在+2V电压诱导下,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4已接近ZnO纳米管/ZnFe2O4的光伏响应强度,并明显高于另外两种异质结构的光伏性质.从光阳极微结构、自由电荷扩散长度、空间电荷区厚度、载流子参数、内建电场和能级匹配几个方面,详细讨论了ZnO/ZnFe2O4异质结中光生电荷分离的影响因素以及光生电荷传输机制.     

复合氧化物陶瓷在Na3AlF6-Al2O3熔体中的溶解性

用等温饱和法测定了NiFe2O44,XnFe2O4,XnAl2O4在Na3AlF6-Al2O3熔体中的溶解度,研究了电解质温度、Al2O33浓度和NaF与AlF3的分子比对NiFe2O4溶解度的影响.试验结果表明NiFe2O4组元中Ni和Fe在熔盐中的饱和溶解度分别为0.008 5%和0.070 0%;ZnFe2O4组元中Zn和Fe的饱和溶解度则为0.031 3%和0.070 0%;XnAl2O44组元中Zn的饱和溶解度为0.026 5%;NiFe2O4在铝电解质熔盐中具有较强的抗腐蚀性能,是一种较好的金属陶瓷惰性阳极基体材料;NiFe2O4的溶解过程受离解及离解产物NiO与Fe2Os的化学溶解2个过程的控制,为提高NiFe2O4基陶瓷材料的耐腐蚀性能,宜采用低电解温度、低分子比和高氧化铝浓度等电解条件.     

Fe3O4立方体微晶的水热合成及表征

在1,2-丙二醇溶剂中,以FeSO4·7H2O和KOH为原料,200℃水热法反应24h,合成了Fe3O4立方体.通过对反应温度、KOH浓度、1,2-丙二醇比例对产物形貌影响,研究了KOH在Fe3O4立方体的形成过程中的作用,并提出了可能的生长机理.运用扫描电镜和X射线衍射对其颗粒结构进行表征.结果表明,Fe3O4立方体为单晶面心立方相结构,尺寸大约为1μm.     

Enhanced photocatalytic activity of sponge-like ZnFe2O4 synthesized by solution combustion method

A kind of cubic ZnFe2O4 with spinel structure was synthesized by an improved solution combustion method via a facile and environmentally friendly pathway and their photocatalytic activity under visible light radiation was investigated. The particle synthesized under the ignition temperature of 573 K has a pure phase. While a small amount impurities, a-Fe2O3 and ZnO, were formed in the sample during the combustion process at higher ignition temperature of 623 K. The synthesized ZnFe2O4 has a sponge-like porous structure and wide absorption in the visible-light region. The impurities a-Fe2O3 and ZnO formed in the sample probably enhance the reduction and oxidation ability and promote the separation of photo-generated electrons and holes. Comparing with ZnFe2O4 synthesized by the conventional solid state reaction, the ZnFe2O4 derived by solution combustion method showed the better photocatalytic activity under visible light radiation.     

ZnFe2O4@SiO2纳米核壳结构的合成及磁性随退火温度的演化

采用水热法合成了直径为10~15 nm的ZnFe2O4磁性纳米颗粒,将ZnFe2O4磁性纳米粒子添加到TEOS中,水解后得到ZnFe2O4@SiO2核壳结构的纳米复合材料,TEM图像证实了复合材料具有直径约为20 nm的核壳结构.制备出的ZnFe2O4磁性纳米粒子和ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料都表现出了顺磁性,温度低于800 ℃时ZnFe2O4磁性纳米粒子仍然具有顺磁性,温度高达580 ℃时ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料还是显示出了超顺磁性,这意味着ZnFe2O4和ZnFe2O4@SiO2磁性纳米粒子具有良好的磁稳定性.由于SiO2壳具有很好的亲水性和抗酸性,ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料未来可应用于磁疗法治疗癌症.     

TiO2纳米薄膜和TiO2／ZnFe2O4纳米复合薄膜的光学性能研究

用磁控溅射方法制备了ＴｉＯ２ 纳米薄膜和ＴｉＯ２／ＺｎＦｅ２Ｏ４ 纳米复合薄膜,研究了不同温度热处理和不同含量纳米铁酸锌对纳米ＴｉＯ２ 薄膜光学性能的影响。研究结果表明：用磁控溅射方法制备的纳米薄膜的厚度和晶粒尺寸均匀,并且随着热处理温度的升高而增大,掺杂纳米ＺｎＦｅ２ Ｏ４后ＴｉＯ２ 纳米薄膜的晶粒尺寸略有减小。ＸＲＤ 研究发现ＴｉＯ２／ＺｎＦｅ２Ｏ４ 纳米复合薄膜由非晶相向锐态矿相转变的温度高于纳米ＴｉＯ２ 薄膜。ＴｉＯ２ 纳米薄膜和ＴｉＯ２／ＺｎＦｅ２ Ｏ４ 纳米复合薄膜的光吸收边都随着晶粒尺寸的降低而发生蓝移,在相同热处理条件下,掺杂纳米ＺｎＦｅ２ Ｏ４ 后,纳米ＴｉＯ２薄膜的光吸收边发生了较大范围的红移,红移量随着掺杂量的增加而增大。通过热处理和掺杂纳米ＺｎＦｅ２Ｏ４ 可以实现对纳米ＴｉＯ２ 薄膜光吸收边大范围的调制。     

离子液体辅助制备粒度均匀的铁酸锌纳米粉体

以离子液体作为辅助反应介质,采用水热合成法制备了铁酸锌纳米粉体,并利用XRD和TEM研究了反应温度、压力和反应环境对铁酸锌晶相组成、粒度大小的影响.结果表明：制备的样品为纳米结构的单相铁酸锌,随着反应温度和反应环境的变化,半峰宽明显的不同;适当提高反应温度,能够明显地细化晶粒,促进晶粒形成;改变反应压力,对铁酸锌纳米晶粒形成有影响;在反应过程中添加适量的离子液体[EMIM]PF6,能够加速晶粒细化,有效促进铁酸锌纳米晶粒形成.     

铁酸锌气体还原的热力学分析

根据热力学原理,计算并分析了含锌冶金粉尘中的重要成分ZnFe2 O4在CO- CO2气体还原过程中的热力学行为. ZnFe2 O4的气体还原遵循逐级还原规律,且ZnFe2 O4很容易被CO还原到ZnO和Fe3 O4.较高温度条件下,ZnO的气体还原易于FeO的还原.随着反应温度升高,锌完全反应和挥发所需要的CO含量不断降低,当反应温度从1100 K升高到1400 K时所需的CO体积分数由0.4降低到0.01以下.要达到还原分离金属锌的目的,不必将铁氧化物还原到金属铁,而只需将铁氧化物还原到Fe3 O4或FeO,同时满足锌的还原条件即可.在高炉炉身中上部,由于发生锌的还原反应和内部循环,给高炉生产带来危害,因此应减少和控制高炉的锌负荷.     

New pyrometallurgical process of EAF dust treatment with CaO addition

The non-carbothermic zinc pyrometallurgical processing of electric arc furnace (EAF) dust was investigated on a laboratory scale. The main objective of this process was to convert highly stable zinc ferrite (ZnFe₂O₄), which accounts for more than half of total zinc in the EAF dust, into ZnO and Ca₂Fe₂O₅ by CaO addition. The EAF dust was mixed with CaO powder in various ratios, pressed into pellets, and heated in a muffle furnace in air at temperatures ranging from 700 to 1100℃ for a predetermined holding time. All ZnFe₂O₄ was transformed into ZnO and Ca₂Fe₂O₅ at a minimum temperature of 900℃ within 1 h when sufficient CaO to achieve a Ca/Fe molar ratio of 1.1 was added. However, at higher temperatures, excess CaO beyond the stoichiometric ratio was required because it was consumed by reactions leading to the formation of compounds other than ZnFe₂O₄. The evaporation of halides and heavy metals in the EAF dust was also studied. These components could be preferentially volatilized into the gas phase at 1100℃ when CaO was added.     

铁酸锌的凝胶-溶胶制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备铁酸锌,并使用XRD和SEM等手段对铁酸锌的晶相组成、晶粒大小和形貌进行了表征。以紫外灯为光源,铁酸锌为光催化剂,对甲基橙溶液进行光催化降解实验。结果表明,产物为单一均相物质,并且随着反应温度的升高晶型趋于完整,晶粒变大,平均粒径约为35 nm。甲基橙溶液的质量浓度20mg/L,催化剂用量0.75 g/L为最佳催化条件。经过7 h后甲基橙的脱色率达到90%,铁酸锌表现出优异的催化性能。催化剂连续使用3次后催化活性仅降低了4.3%,反应前后催化剂的XRD特征衍射峰没有发生变化,说明催化剂具有良好以上的稳定性,可重复使用。     

硼氧酸盐(K2O·CaO·4B2O3·12H2O)的合成与表征

以氯化钙、四硼酸钾为原料,以水为溶媒,采用易于工业化、无污染的水溶液法制备一种新型硼酸钾钙复盐.该方法工艺条件为:去离子水450ml,四硼酸钾和氯化钙的质量比65:7.5,搅拌转速400 r/min,45℃反应3 h.通过化学分析、红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等分析测试方法,对所合成的复盐进行了分析和表征.考察了反应...     

新型纳米复合光催化剂的研究

采用水解法与柠檬酸法结合制备TiO2-ZnFe2O4复合光催化剂纳米粉，利用X射线衍射及透射电镜对其进行表征，通过复合光催化剂对甲基橙的降解试验研究其光催化性能及其催化作用机理．制备得新型的复合光催化剂，其中含1％铁酸锌的复合催化剂平均粒径为15nm，颗粒粒径分布较为均匀，在紫外灯光源及太阳光光源下均表现出较好的光催化能力。