磁性纳米粒子MFe_2O_4的制备及其磁性能

为探究Fe_3O_4类磁性纳米粒子磁性能的优劣,采用水热合成法,将相同摩尔比例的Co、Nd、Ce、La和Ni掺杂到Fe_3O_4中,形成具有通式MFe_2O_4的磁性纳米粒子。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、动态激光散射粒径(DSL)和振动样品磁强(VSM)测试,分析了纳米粒子的结构、形貌、元素组成、粒径以及磁性能。结果表明,水热合成法可成功地将Co、Nd、Ce、La和Ni掺杂到Fe_3O_4主晶当中,形成圆形结构纳米粒子,粒子分散性好。其中,CoFe_2O_4的粒径最大,结晶能力最强,使得其具有较高的饱和磁化强度和极高的矫顽力,因此硬磁性能好。3组稀土(Nd、Ce和La)掺杂的纳米粒子中,NdFe_2O_4的粒径最小,同时较高的饱和磁化强度和极低的矫顽力使其具备优异的软磁材料性能。     

共沉淀制备CoFe_2O_4纳米晶及其表征

以FeCl_3?6H_2O,CoCl_2?6H_2O和NaOH为原料,采用化学共沉淀方法,制备性能优良的纳米CoFe_2O_4粉末。利用X线衍射仪、激光粒度分析仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜和振动样品磁强计对样品的组织结构等性能进行研究。研究结果表明:CoFe_2O_4为面心立方尖晶石结构的钴铁氧体;高温焙烧后,CoFe_2O_4结晶性进一步得到改善,其平均粒径从11.8nm增大到62.3nm;CoFe_2O_4粉末是纳米晶粒的聚集体,颗粒体积频度呈正态分布,中位粒径D50小于2μm;CoFe_2O_4粉末在室温外加磁场下表现出明显的磁滞现象,随着晶粒粒径增大,饱和磁化强度Ms和剩余磁化强度Mr增大,矫顽力Hc和剩磁比(Mr/Ms)先增大后减小;在800℃焙烧10h时样品磁性最强,且具有宽的磁滞回线、高的矫顽力和剩磁比,因而其在高密度存储介质应用方面有较大的优势。     

CoFe2O4,CoFe2,CoFe2/CoFe2O4磁性粒子合成与光催化应用

用水热法结合溶胶凝胶法制备4种磁催化剂材料,并用X射线衍射、透射电子显微镜、超导量子干涉仪和紫外-可见谱仪研究它们的结构、形貌、磁性及对污染物亚甲基蓝的催化降解性能,目的是获得具有强磁性的催化剂材料,便于水处理后的回收利用.4种磁载催化剂材料中,催化性能最好的样品在150 min内能去除水中84%的亚甲基蓝污染物;CoFe_2/TiO_2有较高的降解效率(72%),且有很好的磁分离能力.分析认为,催化性能与粒子大小、界面成分、结晶性、TiO_2与磁性粒子的比例有关,是多种因素的协同效应.     

CoFe2O4/SiO2纳米复合材料的制备及其磁性

采用溶胶-凝胶法制备（CoFe₂O₄）_x/（SiO₂）_1-x纳米复合材料. 利用X射线衍射（XRD）和振动样品磁强计（VSM）研究样品结构、 晶粒尺寸及磁性. 结果表明, 随SiO₂含量增加, 样品的晶粒尺寸减小, 比饱和磁化强度和矫顽力降低.      

不同影响因素对rGO/CoFe_2O_4吸附孔雀石绿的研究

该文采用膜分散技术结合水热法制备了石墨烯/CoFe_2O_4纳米复合材料,考察了不同吸附条件下rGO/CoFe_2O_4纳米复合材料对孔雀石绿模拟废水的吸附效果,并利用紫外-可见分光光度计测量吸附后孔雀石绿模拟废水的吸光度。结果表明,rGO/CoFe_2O_4对于MG的吸附能力优于单一纳米CoFe_2O_4粒子,吸附效果明显,最大吸附容量达104.67mg/g,并且吸附后具有良好的磁分离功能。     

高压下热处理温度对CoFe_2O_4/SiO_2结构和磁性的影响

对采用溶胶凝-胶法制备的(CoFe_2O_4)0.7/(SiO_2)_(0.3)纳米复合粉末进行了高压(5 GPa)处理,研究了高压下热处理温度对样品结构和磁性的影响.结果表明,在5 GPa压力下,经600℃热处理后样品中没有形成尖晶石铁氧体,当温度达到800℃时才有CoFe_2O_4形成.随着热处理温度的升高,CoFe_2O_4纳米颗粒的平均晶粒尺寸从69 nm增大到287 nm,样品的饱和磁化强度从39.6 A·m~2/kg增大到51.2 A·m~2/kg,而矫顽力从44.6 k A/m减小到11.0 k A/m.样品磁性是变化与CoFe_2O_4纳米颗粒的增大有关系.     

硬/软磁复合材料的一致转动模型及其磁滞回线

运用微磁学方法讨论了Stoner-Wohlfarth(SW)模型中单畴粒子的矫顽力、临界场、磁滞回线及其磁能积.当外场与粒子易磁化轴的夹角α≤45°时,矫顽力等于临界场;当α>45°时,矫顽力比临界场小得多.将SW模型简化成更简单的一致转动模型,计算了由硬磁、软磁两相构成的复合双层膜.计算结果表明,当硬软磁两相的易磁化轴都与外磁场平行(α=0°)时,对于λ(=Ks/Kh)值,其磁滞回线为矩形,即临界场等于矫顽力.随着λ的增大,矫顽力和临界场都增大;当外磁场与硬磁相的易轴平行,与软磁相的易轴垂直(α=90°)时,磁滞回线还是矩形的,但矫顽力和临界场随着λ的增大而减小.     

软,硬双相永磁体中的静磁作用

从磁性粒子的静磁场出发,分析计算了由软,硬磁性两相粒子随机混合的双相磁体中的静磁作用,计算得出：取向的硬磁粒子施加于磁体中软磁相上的静磁场,在磁化方向上的分量为１个正值,它正比于硬磁相的体积分数及其饱和磁化强度,其作用将提高软磁相的矫顽力。     

成果推广

复合纳米稀土永磁复合纳米稀土永磁是一种新型永磁材料。其工艺过程是采用金属液态快速凝固技术制得非晶态或微晶态合金 ,再经过控制热处理获得的合金粉末。将这种磁性粉末配入热固性或热塑性树脂或橡胶 ,通过压制成型、挤出成型和注射成型等方法制成磁体 (也称为粘结磁体 )。这种稀土永磁合金中的显微组织特征是由晶粒度为纳米级的硬磁性相和软磁性相复合而成。其磁性特征是具有剩磁增强效应 ,即各向同性磁体其剩磁比Ｍｒ/Ｍｓ70 5 .经过材料基础研究、中试研究和开发 ,已能制备出高矫顽力和高剩磁两大类型纳米晶复合磁体 ,性能达到世界先…     

CoFe2O4/CoFe2S4活化PMS性能及机理

通过简单的两步水热法合成CoFe2 O4/CoFe2 S4复合物.扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)物性表征表明,CoFe2O4/CoFe2 S4复合物由纳米片和纳米花颗粒混杂构成.与CoFe2 O4相比,原位硫化引入轻微缺陷可以增加活性位点,从而促进CoFe2 O4/CoFe2 S4复合物的氧化还原活性,赋予CoFe2 O4/CoFe2 S4催化过一硫酸盐(PMS)体系更优异的氧化降解能力.进一步的参数优化实验表明,CoFe2 O4/CoFe2 S4与PMS体系氧化降解黄连素的最佳条件为1 mg/L CoFe2 O4/CoFe2 S4、0.8 mmol/L PMS、温度40℃、pH 7.0,该条件下黄连素的降解率在60 min内可达98.4％.CoFe2 O4/CoFe2 S4循环使用3次后,黄连素降解率依然在90％ 以上.电子顺磁共振(EPR)研究表明,CoFe2 O4/CoFe2 S4与PMS体系产生的主要活性氧化物种为SO4-和HO.自由基抑制实验证明,SO4-是降解黄连素的主要活性物种.     

微乳液法制备纳米CoFe2O4

以TX-10 AEO9/正戊醇/环己烷/水为微乳体系,制备了CoFe2O4纳米颗粒.用X射线、扫描电镜对纳米样品进行了表征,并研究了表面活性剂与助表面活性剂的配比、盐浓度对微乳区域的影响.所制得的CoFe2O4纳米颗粒均匀,粒径为20～50 nm;最佳工艺条件为:表面活性剂TX-10 AEO9与助表面活性剂的质量比为2:1,盐溶液为 0.6 mol/L Fe3 和 0.3 mol/L Co2 的混合溶液及0.6 mol/L的NaOH溶液,回流温度为100 ℃,回流时间为2 h.     

铁酸钴的流变相合成及电化学性能研究

以FeCl2·6H2O，CoCl2·6H2O和H2C2O4·2H2O为原料，用流变相法合成草酸盐先驱物，将先驱物在不同温度下热解，得到面心立方结构的CoFe2O4。实验结果表明，CoFe2O4的电化学性能因热处理温度不同而存在较大差异，其循环稳定性因热处理温度不同而不同。     

平炉尘合成超细CoFe2O4的反应条件研究

包头钢铁厂的平炉尘含铁量高,粒径微细,以γ-Fe2O3为主,经过提纯分级可以作为生产超细磁性材料的原料.在有Co2 离子、Fe2 离子存在及避免氧化的条件下,将平炉尘转化为超细尖晶石型铁酸盐CoFe2O4,并和离子反应做了对比,对其反应条件进行了研究.     

纳米铁酸钴的液相催化制备

以微量FeCl2为催化剂,利用Fe（OH）3和Co（OH）2的化学共沉淀法制备了铁酸钴纳米粒子．实验表明催化反应的最佳条件是9．0≤pH≤10．3,0．45mol／L≤c总≤1．20mol／L,反应时间≤4h．用XRD,TEM等手段对产物进行了表征,并测定了铁酸钴的磁化曲线、比表面积和密度．     

电纺CoFe2O4纳米纤维及其磁性研究

采用溶胶-凝胶过程和静电纺丝技术,以三氯化铁(FeCl3·6H2O)、醋酸钴(Co(CH3COO)2·4H2O)和聚乙烯醇(PVA)为前驱物,制得PVA/FeCl3/Co(CH3COO)2复合纳米纤维.经高温煅烧,制备了CoFe2O4纳米纤维.利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、差热-热重(TG-DTA)和X射线衍射(XRD)等分析测试手段对样品进行了表征,并研究了其磁性质.结果表明:静电纺丝技术制备的CoFe2O4纳米纤维为规则的一维结构,直径分布均匀,具有良好的铁磁性.     

团簇CoFe2BP的结构及催化性质

利用DFT(密度泛函理论)方法,在B3LYP/Lan12dz水平下,对Co Fe2BP团簇的二十几种可能构型进行全参数优化和相关频率计算,共获得二、四重态稳定构型各5种,对这些构型的立体结构及其能量、成键情况和催化活性等性质进行了分析,得出如下结论:(1)在Co Fe2BP团簇的各优化构型中,构型1(4)的稳定性最好,四重态的稳定性要大于二重态的,多重度对构型稳定性影响较大;(2)金属原子与非金属原子之间的成键对构型的稳定性起主要作用,其中金属原子与B原子更易成键,B、P原子之间存在近距离接触;(3)金属原子Fe和Co是Co Fe2BP团簇前线轨道的主要贡献者,Fe和Co原子是催化剂潜在的活性位;(4)具有近似平面型结构的构型4(2)和4(4)表现出良好的催化加氢活性。     

CoFe2O4磁性液体冰冻前后的磁性

 介绍了Massart法制备CoFe2O4磁性液体的方法。用X射线衍射仪、透射电子显微镜测量CoFe2O4微粒的结构、粒径,表明微粒粒径呈对数正态分布,平均粒径为12.76nm,平均晶粒粒径为11.15nm。利用振动样品磁强计,在室温下测量CoFe2O4微粒的磁化曲线和体积分数为1%、1.2%、1.5%的磁性液体冰冻前后的磁化曲线。结果表明,磁性液体饱和磁化强度明显小于等量磁性微粒的饱和磁化强度?准VMps,冰冻后磁性液体的饱和磁化强度大于冰冻前磁性液体的饱和磁化强度。其原因是,磁性液体中存在块状、链状、环状团聚体,其中块状和环状团聚体导致饱和磁化强度降低;在磁性液体冰冻过程中,由于水分子的作用环状团聚体破裂成链,使压缩参数?酌变大,导致冰冻后磁性液体饱和磁化强度增大。     

铁酸钴掺杂的二氧化钛结构相变及光催化降解曙红的活性

分别采用溶胶-凝胶法和共沉淀法合成了二氧化钛和铁酸钴初始粉体,并将二粉体在一定的比例范围内进行复合,获得不同铁酸钴含量的二氧化钛基光催化剂.研究了铁酸钴掺杂对二氧化钛"锐钛矿→金红石"的结构相变及光催化降解曙红染料活性的影响.结果表明,铁酸钴的掺杂可抑制二氧化钛的相转变,而且可以拓宽二氧化钛的光谱响应范围至可见光区.在适量掺杂的情况下,铁酸钴掺杂的二氧化钛基光催化剂的光催化活性优于没有掺杂的样品,铁酸钴的最佳掺杂摩尔分数为0.5%.     

溶胶-凝胶法制备CoFe2O4/TiO2纳米复合薄膜及其磁性能研究

以钛酸丁酯和金属盐酸盐为原料,采用溶胶-凝胶工艺成功制备了磁性CoFe2O4/TiO2复合薄膜.通过X射线衍射仪(XRD) 、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)分析探讨了复合薄膜相结构和表面形貌,使用振动样品磁场计(VSM)测试样品磁性能.研究发现:复合薄膜中两相组分晶体各自析出长大,没有生成新的物相,薄膜生长过程中TiO2网状结构起到控制CoFe2O4的晶粒大小的作用.对比不同温度下薄膜的形貌,得出薄膜的形貌对热处理温度依赖性较大,前驱液为pH =2-3、热处理温度为800℃时,可得到平整的纳米CoFe2O4/TiO2磁性复合薄膜.随着热处理温度的升高,复合薄膜的磁性增强.     

CoFe2O4纳米颗粒磁性能的异常行为

采用改进的化学共沉法成功制备了CoFe2O4铁氧体纳米颗粒.X射线衍射谱表明样品具有单相的尖晶石结构,空间群为Fd3m-O7h;扫描电镜结果表明CoFe2O4纳米颗粒呈规则的球形,粒径尺寸主要分布在20-30nm之间;样品热磁曲线异常的不可逆行为被发现,并且升温测量过程中样品的居里温度稍高于重复测量的居里温度,可以解释为在磁性能测量过程中升降温改变了Co2＋在四面体位和八面体位之间的分布;CoFe2O4纳米颗粒样品的矫顽力低于理论值,这归因于我们合成的CoFe2O4纳米颗粒处于单畴结构状态和从亚铁磁到超顺磁的转变态.