铁精粉制备α-Fe2O3纳米粒子及其机理

采用商业磁铁矿铁精粉(Fe₃O₄),设计了提纯和制备工艺，成功制备出质量分数为99.5%以上、分散性良好的α-Fe₂O₃纳米粒子，对其提纯、制备工艺及机理进行了深入研究.结果表明：w_NaOH对除硅效果影响显著，当w_NaOH为39%时，可使原料矿粉中w_SiO2由1.11%降至0.032%,得到较纯铁精粉；随烧结温度的升高，α-Fe₂O₃颗粒的结晶度、形貌特征及磁性能随之发生变化；当烧结温度为670℃时，α-Fe₂O₃颗粒综合性能最佳，颗粒结晶度较高、分散性较好，具有亚铁磁性；通过对氢氧化铁沉淀物加热搅拌时间的控制，可有效调控α-Fe₂O₃的晶粒尺寸；当搅拌时间为60 min时，获得分散性好、平均粒径仅为35.3 nm的α-Fe₂O₃纳米粒子.     

Fe3O4@CTAC粒子的制备及抗菌性能研究

采用溶剂热法合成了分散性良好的Fe₃O₄粒子,然后将油酸修饰到Fe₃O₄粒子表面,再通过疏水作用进行十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)包覆,得到Fe₃O₄@CTAC粒子。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位和振动样品磁强计(VSM)对Fe₃O₄@CTAC粒子进行了表征,结果表明：Fe₃O₄粒子表面包覆CTAC后粒径无明显变化,并且仍保持良好的单分散性;Fe₃O₄@CTAC粒子具有超顺磁性和良好的磁响应性能;Fe₃O₄@CTAC粒子的Zeta电位较高,分散体系具有较好的稳定性。对Fe₃O₄@CTAC粒子进行了抗菌性能及磁分离去除菌体测试,结果显示：当Fe₃O_...     

Fe3O4纳米粒子添加剂对成形润滑油摩擦性能的影响

利用纳米级Fe₃O₄作为成形润滑油的添加剂,采用表面活性剂对纳米粒子进行表面改性,利用超声分散器使Fe₃O₄纳米粒子均匀稳定地分散在润滑油溶液中。利用四球摩擦磨损试验机对配制出的纳米润滑液进行摩擦性能测试。研究结果表明,不同粒径的纳米粒子对润滑剂的油膜强度影响较大,采用20 nm Fe₃O₄粒子配制润滑剂时,可有效提高润滑剂的油膜强度;当纳米粒子质量分数达到8%时,摩擦系数有较大程度的降低,磨斑直径减小。这表明一定质量分数与尺寸的Fe₃O₄纳米粒子可有效提高润滑油的摩擦性能。     

功能化Fe3O4磁性纳米材料的制备及在水中污染物处理中的应用

Fe₃O₄磁性纳米粒子是目前应用最为广泛的磁性纳米材料，相比于其他材料而言，其制备过程简单、化学稳定性好、储存方便、成本低廉，且容易实现磁性分离。Fe₃O₄磁性纳米粒子表面容易被修饰大量的含氧官能团，使其易于和其他基团连接，因此具有极大的功能化潜力。经过功能化的Fe₃O₄磁性纳米粒子具有很高的饱和磁化率以及极好的超顺磁性，从而被广泛用作水体处理过程中吸附剂、催化剂等的基质材料。本文综述了近年来具有代表性的功能化Fe₃O₄磁性纳米材料，列举了一系列功能化Fe₃O₄磁性纳米材料的制备方法以及它们在去除水体中的有机物、重金属离子、染料、抗生素等污染物方面的应用，并对磁性纳米材料在实际应用中面临的问题进行了总结和分析。     

磁性Fe3O4微球的溶剂热法合成及其Fenton降解二甲酚橙研究

采用溶剂热法在200℃制备出形貌均一、分散性较好、平均粒径约200nm的磁性Fe₃O₄微球。该方法合成的Fe₃O₄微球在Fenton降解二甲酚橙方面效果显著,降解率达到90%以上。由于Fe₃O₄微球具有强磁性,故反应后催化剂可直接通过磁铁吸引的方式回收,且回收率可达90%以上。回收后的催化剂只需简单超声清洗便可再生并循环利用,催化剂再生后的降解效果与其一次催化的效果相近。     

Fe3O4/Ag复合纳米颗粒的制备及其抑菌性能研究

首先用水热法制备了Fe₃O₄纳米球,然后以制备的磁性Fe₃O₄纳米粒子为磁核,在高温高压反应釜中与葡萄糖反应,使其表面包覆一层聚糖,利用聚糖的还原性,让包覆后的粒子与AgNO₃反应,制备出Fe₃O₄/Ag纳米复合粒子。用透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）对所制备的材料的形貌和结构进行了表征。通过抑菌实验的测定,结果表明Fe₃O₄/Ag复合材料具有良好的抑菌活性。     

P(MAA-co-AAm)/Fe_3O_4交联磁性复合微球的表征与药物释放研究

磁性高分子微球是利用微胶囊化方法,使有机高分子与无机磁性粒子Fe₃O₄结合起来形成的具有磁响应性的高分子微球.对以聚(甲基丙烯酸-co-丙烯酰胺)(P(MAA-co-AAm))为高分子基材、四氧化三体(Fe₃O₄)为磁性内核通过化学方法制备的 P(MAA-co-AAm)/Fe₃O₄磁性复合微球性能进行了表征.扫描电镜(SEM)照片显示,复合微球呈现明显的交联结构特征,分散性较好.将茶碱负载到P(MAA-co-AAm)/Fe₃O₄磁性交联复合微球上,对其药物释放情况研究表明,在pH值为7.4的碱性缓冲溶液及去离子水中茶碱释放速率较快,在8 h左右达到释放平衡; 而在pH值为1.4的酸性缓冲溶液中,茶碱的释放缓慢,表明P(MAA-co-AAm)/Fe₃O₄磁性复合微球有很好的pH值响应性.因此,载药交联微球在酸性胃液和碱性肠道液中能够自动调节药物释放速率,具有靶向药物释放效果,P(MAA-co-AAm)/Fe₃O₄交联磁性微球可做为靶向药物载体.     

动态反应釜制备超顺磁性Fe3O4粒子及其DNA提取

使用动态反应釜制备得到磁性粒子,与静态反应釜相比单次制备量提高20倍;通过扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、振动样品磁强计（VSM）等手段对产物进行表征,证明获得了粒径200 nm左右的单分散Fe₃O₄粒子,并具有超顺磁性;对其表面进行SiO₂包覆,获得具有良好分散性的Fe₃O₄@SiO₂粒子。研究发现Fe₃O₄@SiO₂对DNA提取具有可重复利用性,并且质粒DNA吸附到Fe₃O₄@SiO₂上后可直接加入聚合酶链式反应（PCR）体系作为扩增模板。     

连续还原法制备Au/Fe3O4纳米复合粒子

采用共沉淀法制备20～40nm的Fe₃O₄颗粒。在Fe₃O₄悬浮液中分别利用柠檬酸钠单独作为还原剂、四羟甲基氯化磷（THPC）和抗坏血酸共同作为还原剂还原HAuCl₄,生成10～90nm的Au纳米颗粒,形成Au/Fe₃O₄复合颗粒。通过透射电子显微镜和紫外分光光度计对Au/Fe₃O₄进行表征,研究还原剂种类对Au/Fe₃O₄粒径、形貌和分散性的影响,结果表明：柠檬酸钠为还原剂时,生成Au纳米颗粒的反应主要在Fe₃O₄纳米颗粒表面进行,Au纳米颗粒的负载量随柠檬酸钠用量增加而减少,粒径在28.08～77.71nm之间;THPC和抗坏血酸共同作为还原剂时,先在Fe₃O₄ 纳米颗粒表面生成THPC-Au,加入抗坏血酸后生成Au纳米颗粒,粒径在71.44～153.2nm之间。     

水相合成磁性Fe3O4纳米颗粒

采用化学共沉淀法制备Fe₃O₄纳米粒子, 选择NH₃·H₂O作为沉淀剂, 并与Fe²⁺和Fe³⁺的混合溶液同时同速滴加到由氨水和硝酸氨组成的缓冲溶液中, 制得了磁性Fe₃O₄纳米粒子. 考察了磁性纳米粒子合成的一些影响因素, 并用透射电镜(TEM)、 X射线粉末衍射(XRD)、 红外光谱等方法对其性质进行了初步表征.     

Fe3O4磁性纳米颗粒的RAFT试剂化研究

通过反相微乳液法制备四氧化三铁纳米颗粒(Fe₃O₄ NPs),并用硅烷偶联剂KH570对其改性,以期在Fe₃O₄ NPs表面引入C==C双键,再利用引入的C==C双键与三硫代十二烷酸-2-氰基异丙酯(RAFT试剂)进行反应,得到RAFT试剂化的Fe₃O₄ NPs(Fe₃O₄-g-KH570-RAFT NPs),并对不同阶段的Fe₃O₄ NPs产物的结构与形貌等进行表征.研究中以RAFT试剂接枝率(Gr_RAFT)为指标,考察了反应时间等工艺条件对Gr_RAFT的影响.结果表明:制备的Fe₃O₄-g-KH570-RAFT NPs的平均粒径为10.4 nm,当反应时间为14 h,反应温度为65 ℃,n_KH570/n_RAFT为1/2时,接枝率Gr_RAFT最高达到79.34%.     

添加铁氧化物和活性炭对玉米秸秆两相厌氧消化性能和微生物学特性影响研究

为了提高玉米秸秆厌氧消化性能,将铁氧化物（Fe₂O₃,Fe₃O₄）和活性炭分别添加到玉米秸秆两相厌氧消化系统中的酸化相和甲烷相进行试验。结果表明,在酸化相和甲烷相中分别添加Fe₃O₄粉末和活性炭粉末（PAC）的试验组效果最佳。Fe₃O₄粉末添加到酸化相后,挥发性脂肪酸（volatile fatty acids,VFAs）与乙醇的总含量比对照组中两者的总含量提高了25.4%。酸化结束后加入活性炭粉末继续进行甲烷化试验,玉米秸秆累积产甲烷量达到7 965 mL,比对照组提高了27.8%。与对照组相比,添加Fe₃O₄粉末和活性炭粉末试验组的t₈₀（累积产甲烷量达到总甲烷产量的80%所用的时间）缩短了8 d,电导率提高了33.3%。从微生物群落角度分析,在Fe₃O₄+PAC试验组中,细菌优势菌属为Clostridium_sensu_stricto_1,古菌优势菌属为Methanobacterium,可以提高H₂利用率并且促进厌氧过程中的直接种间电子传递（direct interspecies electron transfer,DIET）。因此,Fe₃O₄粉末和活性炭粉末的添加可以有效提高玉米秸秆厌氧消化产甲烷潜力。     

超顺磁性Fe3O4@SiO2空心亚微球的制备及其在质粒DNA分离纯化中的应用

采用溶剂热法合成超顺磁性空心亚微球,然后通过正硅酸乙酯水解-聚合反应,在亚微球表面包覆SiO₂,形成核壳结构Fe₃O₄@SiO₂空心亚微球。以该Fe₃O₄@SiO₂亚微球为分离介质,实现了大肠杆菌（E. coli）质粒DNA的高效、快速分离。     

纳米Fe3O4/氟碳树脂磁场诱导自组装抗反射薄膜的制备及表征

为了获得高度取向的阵列材料,以水热合成的纳米Fe₃O₄磁性颗粒为功能物质,氟碳树脂为薄膜基体,在磁场作用下定向生长成具有磁性针状阵列结构的自组装抗反射薄膜,并考察不同Fe₃O₄含量对磁性阵列结构的影响;利用体视显微镜和扫描电镜（SEM）对薄膜表面结构进行了表征;采用紫外可见近红外分光光度计（UV/Vis/NIR）来表征自组装薄膜的反射率。结果表明:随着Fe₃O₄含量的增加,阵列高度逐渐增高;当粉体质量分数为10%时,阵列的间距为300～600μm,阵列中单个针状结构中间的直径约为100μm;薄膜表面的阵列结构对于反射率的降低有明显效果     

Fe3O4的高压电学性质

基于金刚石对顶砧（DAC）上的原位电阻率测量技术, 测量Fe₃O₄粉末在高压下的电阻率及磁阻率, 得到了样品电阻率随压力的变化关系. 当压力大于或小于6 GPa时, 电阻率随压力的增加均呈下降趋势, 但减小的速率不同; 当压力小于6 GPa时, 样品呈正的磁阻效应; [JP2]当压力大于6 GPa时, 样品呈负的磁阻效应.  结果表明Fe₃O₄的微观结构在6 GPa发生变化.     

聚苯胺纳米纤维/Fe_3O_4纳米粒子磁性复合材料对水中痕迹量Pb~(2+)的吸附及快速分离性能

用静电自组装的方法制备聚苯胺纳米纤维/Fe3O4纳米粒子多功能复合材料,并研究该材料在水体系中对重金属离子的吸附及快速磁分离性能.结果表明:聚苯胺纳米纤维/Fe3O4纳米粒子多功能复合材料在水溶液中大部分稳定存在,不溶解也无明显团聚现象,对重金属离子有较好的吸附性能;HNO3溶液可将重金属离子从聚苯胺纳米纤维/Fe3O4纳米粒子多功能复合材料上解吸附以实现重复使用,且该解吸过程不破坏其物理结构.     

低温固相反应法制备NiFe_2O_4纳米粉及机理研究

采用机械研磨方法制备前驱体,再将前驱体进行煅烧得到NiFe2O4纳米粉.重点研究了煅烧温度对粉体物相和形貌的影响以及固相反应过程与机理.结果表明:煅烧过程中晶粒长大活化能为12.08 k J·mol-1,主要以界面扩散为主;煅烧温度为700℃时粉体团聚严重,颗粒之间存在片状非晶态化合物,结晶度低;750℃煅烧1 h得到的NiFe2O4纳米粉物相单一,粒径分布在35~85 nm之间,温度过高时晶粒明显长大;机械研磨洗涤后前驱体主要由Fe2O3,NiO和NiFe2O4组成,反应产物结晶度低,反应不完全;盐颗粒的存在能抑制晶粒生长,减小产物粒径.