铁酸盐的形貌调控及其催化还原CO_2的性能研究

铁酸盐是一种简便易得的二元金属氧化物,可以通过调节形貌,改变双金属离子的组合构型,实现不同的光催化性能.本实验通过溶剂热和水热法合成了棒状NiFe_2O_4,CuFe_2O_4纳米结构,以及片状、颗粒状CuFe_2O_4纳米结构.通过对比其催化还原CO_2性能之间的差异,发现Fe-Cu双金属离子拥有比Fe-Ni双金属离子更为优异的协同催化性能,片状CuFe_2O_4催化降解CO_2时,拥有较高的CO产率.通过对片状CuFe_2O_4进行Au颗粒修饰,将其催化制备CO的产率提升至537.6μL~(-1)·g~(-1)·h~(-1),实现了对铁酸盐的催化降解效率的提高.     

磁性Fe_3O_4/α-Fe_2O_3核壳材料降解水中亚甲基蓝

以Fe_3O_4为核,以α-Fe_2O_3为壳层,合成出一种核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米复合材料.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)等表征手段对核壳材料的形貌、组成及结构等进行了表征,并将其应用于亚甲基蓝溶液的降解.结果表明:核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子粒径约为50~80nm.当H_2O_2用量为0.23mol/L,Fe_3O_4/α-Fe_2O_3投加量为5g/L,pH值为2,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为5.0mg/L,60min内亚甲基蓝的降解可达98.7%.Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子经过3次循环使用后,对亚甲基蓝仍具有较好的降解能力.     

Fe_3O_4@SiO_2@PGA磁性吸附材料的制备与表征

首先以共沉淀法制备了磁性纳米颗粒Fe_3O_4并在表面包覆SiO_2,制得Fe_3O_4@SiO_2磁性纳米颗粒.然后由PBLG水解制得PGA为共聚组分,过硫酸铵为引发剂,EGDMA为交联剂,使用自由基共聚制备交联共聚物,同时加入Fe_3O_4@SiO_2纳米颗粒,制备得到Fe_3O_4@SiO_2@PGA磁性纳米粒子.通过核磁(~1H-NMR),红外(FT-IR),X-射线衍射(XRD),动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)等一系列手段对磁性纳米粒子的结构和形貌进行了表征,初步证明了制备的样品具有稳定的结构和良好的磁性.     

煤沥青基类石墨烯碳/Fe_3O_4复合物的制备及其锂电性能研究

采用具有低软化点的煤沥青作为碳源,原位包覆Fe_3O_4纳米粒子制备Fe_3O_4/煤沥青基碳复合材料(简称Fe_3O_4/C),并研究复合物作为锂离子电池电极材料的性能.结果表明,所得煤沥青碳呈类石墨烯状包裹在Fe_3O_4纳米粒子周围,包覆前后所得产物的尺寸变化不大,约为200~400nm.XPS和热重分析证明复合物中存在C、O和Fe元素且Fe_3O_4含量为92.4%.采用交流阻抗、倍率性能和循环稳定性等对复合物进行电化学性能测试,所得的产品Fe_3O_4/C-700的电阻值为26.80Ω,比纯品Fe_3O_4的电阻值(126.04Ω)明显降低,说明煤沥青基碳具有提升Fe_3O_4导电性的功能.在0.1A·g~(-1)的电流密度下,Fe_3O_4/C-700复合物的放电比容量达993mA·h·g~(-1),比单纯Fe_3O_4的放电比容量(821mA·h·g~(-1))增加约21%;在0.4A·g~(-1)的电流密度下循环100次效率保留值为80.48%,表现较好的循环稳定性.所得煤沥青基类石墨烯碳原位包覆Fe_3O_4纳米粒子,有效抑制了后者在锂离子充放电过程中体积膨胀引起的聚集,同时增强了Fe_3O_4纳米粒子的导电性,使其表现出令人满意的电化学性能.     

MnO_2@NiCo_2O_4核-壳异质结构的构筑及电化学性能和催化性能

采用2步水热法制备出1种以NiCo_2O_4纳米线为核,MnO_2纳米颗粒为壳的三维结构MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料。通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对复合催化剂的结构和形貌进行表征;通过循环伏安法(CV),恒流充放电性能(GCD)和电化学阻抗谱(EIS)来进行表征复合材料的电化学性能;通过O_3催化降解装置对复合材料的催化性能进行研究。结果表明:MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料在频率范围为0.1～10 000 Hz时阻抗较低;通过降解实验发现,MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam对O_3的降解率高于50%,表现出良好的催化效果。这表明MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料在降解O_3,净化空气方面有广阔的应用前景。     

Au包覆Fe_3O_4纳米颗粒的制备及磁性研究

四氧化三铁(Fe_3O_4)作为一种重要的磁性材料,由于其优良的物理和化学性质,被广泛应用于生物、磁流体、医学等多个领域.Fe_3O_4@Au复合材料的引入不仅可以克服铁氧化物稳定性差、易团聚等缺点,并且使该材料具备了良好的生物相容性.本文制备了尺寸均一的亚铁磁性立方体形状的Fe_3O_4纳米颗粒,并以PEI-DTC作为粘合层,成功将Au粒子均匀包覆在Fe_3O_4表面.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外分光光度计(UV-vis)、SQUID-VSM磁性测量系统研究了包覆Au纳米粒子对Fe_3O_4结构和磁性的影响.     

核壳结构Fe3O4@SiO2纳米粒子的制备及表征

为丰富Fe_3O_4磁性纳米粒子在生物医学领域的应用,通过共沉淀法制备Fe_3O_4纳米粒子,经柠檬酸三钠修饰后,采用改进的Stber法成功在Fe_3O_4纳米粒子表面包覆上SiO_2,制备出核壳结构Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子。使用扫描式电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、振动样品磁强计对制备的Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子进行表征。结果表明:制备的Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子较Fe_3O_4纳米粒子分散性有明显的提高,平均粒径在65 nm左右,饱和比磁化强度为10.26 A·m^2/kg,仍具有良好的超顺磁性。     

非化学计量比CexZryO2纳米复合材料的可控合成及其光催化性能研究

以硝酸铈和硝酸锆为前驱物,采用水热合成法成功合成了纳米复合材料Ce_xZr_yO_2,在汞灯光照射下评价了其对亚甲蓝(MB)的非均相光催化降解活性;与单纯的CeO_2及ZrO_2纳米材料比较发现,Ce_xZr_yO_2对MB的光催化降解效果有显著改善.当铈与锆的摩尔比为9∶1时,Ce_(0.9)Zr_(0.1)O_2纳米复合材料对MB的光降解效率最高,比未复合的纳米催化剂高约2倍.     

RhFe_3O_4纳米复合粒子的合成和性质研究

采用纳米微乳液法,以乙酰丙酮铁(Fe(acac)_3)、醋酸铑([Rh(OOCCH_3)_2]_2)为前驱体,1,2-十六烷二醇为还原剂,正辛醚为溶剂,三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO)为表面活性剂成功合成了双相可分散的RhFe3O4纳米复合粒子.傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)分析表明该纳米复合粒子表面存在两亲性PEO-PPO-PEO分子,X-射线衍射仪(XRD)分析表明纳米复合物中含有Rh和Fe_3O_4,透射电子显微镜(TEM)测试表明该纳米复合粒子基本呈球形或多面体形、粒径分布窄、结晶度高,振动样品磁强计(VSM)测试表明该纳米复合粒子在室温下显示软铁磁性.RhFe_3O_4纳米复合粒子在水和正己烷中的分散-聚集过程,表明其具有良好的双相分散性和磁操控性.兼具良好催化活性和磁性的RhFe_3O_4纳米复合粒子有望在催化、生物医药中有潜在的应用.     

WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体的制备及对甲基橙的太阳光催化降解

以纳米Fe_3O_4粉体为原料与葡萄糖溶液采用高压水热反应制备C@Fe_3O_4纳米载体,并以其为核采用溶胶-凝胶法制备了WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体.通过X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)等进行了表征,并测定了其对甲基橙溶液的太阳光催化性能.结果表明,pH=5时,WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体对甲基橙的催化活性最高,太阳光照射6 h后降解率达到45.3%,并能实现粉体与甲基橙溶液的有效分离.     

CuMn_2O_4/NiMn_2O_4近常温热催化降解亚甲基蓝研究

采用高温固相合成法制备Cu Mn2O4/Ni Mn2O4热敏催化剂,通过XRD、TEM、TGA、UV-vis和SEM等手段对样品进行了表征,研究了近常温热催化降解亚甲基蓝有机污染物。结果表明:亚甲基蓝底物质量浓度分别为30、40和50 mg/L时,随着温度从30、35到40℃的升高,去除率分别达到68.35%、79.64%和88.89%;在完全遮光、40℃、亚甲基蓝底物质量浓度为30 mg/L和热敏催化剂用量45 mg的条件下,经过48 h热催化降解过程,最佳降解率达到最优。此外,利用GC-MS对降解产物进行了分析,发现降解的主要产物为二氯甲烷和甲苯,由此证明亚甲基蓝确实发生了降解反应,且其降解程度也比较彻底。综上所述,近常温热催化降解途径将为未来工业废水处理提供潜在解决方案。     

水溶性磁性Fe_3O_4纳米粒子对小麦生长影响的研究

水溶性磁性Fe_3O_4纳米颗粒由于其良好的生物相容性、超顺磁性等特征,在生物领域常被用来作为磁性载体材料,其广泛的生产和应用增加了它们在环境中释放的可能性,需对其环境生物安全性进行评价.首先合成了水溶性磁性Fe_3O_4纳米纳米粒子,并用透射电子显微镜和马尔文粒度分析仪对其进行形貌分析和表征.然后在不同的浓度下(0、0.72、1.44、3.6 mg/mL)研究了水溶性磁性Fe_3O_4纳米粒子对小麦生长的影响,结果显示随着浓度的增加,磁性Fe_3O_4纳米纳米粒子对小麦生长的抑制越明显,造成生长抑制和根结构损伤.结果证明了水溶性磁性Fe_3O_4纳米颗粒对小麦植物存在一定的生物毒性,其环境排放应该严格限制.     

Fe3O4@NiSiO3纳米催化剂制备及催化臭氧化降解对苯二甲酸性能研究

采用水热法和溶胶凝胶法制备Fe₃O₄@SiO₂纳米颗粒,经表面镍刻蚀得到Fe₃O₄@NiSiO₃磁性纳米催化剂。利用XRD、TEM和VSM等手段表征催化剂的晶体和表面结构。构建类均相催化臭氧化体系,考察其催化降解对苯二甲酸性能。结果表明：在臭氧通入量10.52 mg.min_-1、催化剂投加量40 mg.L_-1和初始溶液pH=9的条件下,催化臭氧化反应20 min时对苯二甲酸降解率为78.13%,TOC去除率27.25%;5次循环实验后,PTA降解率仅下降2.75%。     

PPY@Fe_3O_4的制备及其磁共振成像和光热性能

通过合理转化残余铁(Fe)在聚吡咯(PPY)纳米粒子原位生产了磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)晶体,从而合成PPY@Fe_3O_4纳米粒子.得到的PPY@Fe_3O_4纳米粒子具有突出的横向弛豫时间(T_2)加权磁共振成像(MRI)效果和良好的光热性能,在肿瘤的诊断和治疗中具有良好的应用前景.     

Preparation of Fe3O4@Au nano-composites by self-assembly technique for immobilization of glucose oxidase

Superparamagnetism amination nanocrystals Fe₃O₄ with 3-aminopropyltriethyloxy silane (APTES) were prepared by modified co-precipitation method. Next, 4-5 nm gold nanoparticles, prepared by classical Frens procedure, were coated on the surface of the amination Fe₃O₄ by self-assembly technology. The prepared Fe₃O₄@Au nanocomposite particles were investigated by transmission electron microscopy (TEM), UV-vis, infrared spectrum (FT-IR), and vibrating sample magnetometer (VSM) in order to elucidate the morphology, optics and magnetic properties of the nanocomposites. Their uniform distribution of particle size, which is about 15 nm, and good magnetic responsiveness were observed. In view of the fact that Fe₃O₄ owns superparamagnetism and that nano-gold can readily combine with biological molecules, glucose oxidase (GO _x ) was chosen as a model to penetrate the condition of immobilizing enzyme, and enzymatic properties of resultant immobilized enzyme were studied as well. By systematic optimization, we established that at 28°C, and pH (5.5) and when mole ratio of Fe₃O₄:HAuCl₄ was 0.5:1, the immobilization provided the best results. Finally, we are glad to find that the immobilized enzyme exhibits excellent thermostability in addition to its better stability than free enzyme. Thus, herein described immobilized enzyme could be used repeatedly with the assistance of an external magnetic field. Supported by the Science Foundation of Sichuan Province, China (Grant No. 2005A033) and Science Foundation of Sichuan Agricultural University for Distinguished Young Teachers (Grant No. 007202)     

Surface modification of Fe3O4 nanoparticles and their magnetic properties

Fe₃O₄ magnetic nanoparticles were synthesized by the hydrothermal method, and the influences of the surfactant sodium bis(2-ethylhexyl) sulfosuecinate (AOT) on the particles were investigated. The structure, morphology, and magnetic properties of the products were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and vibrating sample magnetometer (VSM). It is confirmed that the as-prepared nanoparticles have been modified by using the surfactant during the synthesis process. The amount of the surfactant has an effect on the size, the dispersal, and the magnetic properties of the particles. Besides, the mechanisms of the influences were also discussed.     

BiOI/H2O2协同光催化降解四环素性能研究

碘氧铋（BiOI）是一种新型光催化剂,以硝酸铋（ Bi (NO₃)₃）、碘化钾（KI）为原料,分别采用水热法以及溶剂热法制备两种形貌的BiOI材料,通过X射线粉末衍射仪（ XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱（ FTIR）、紫外可见漫反射（ UV-Vis DRS）和N₂吸脱附测试仪对其进行形貌、结构、性能表征。以四环素（TC）水溶液为例,测试制得的BiOI光催化降解性能,重点考察材料结构、光照条件、双氧水（H₂O₂）协同作用等对降解性能的影响。实验结果表明,溶剂热法制备的BiOI和H₂O₂协同作用时,在模拟太阳光下对四环素降解效果最好,4 h降解率可达99.11%。     

复合氧化物Co3O4/Bi2O3对甲苯的光催化作用

采用微乳法制备复合氧化物Co₃O₄/Bi₂O₃纳米粒子， 用TG-DTA， XRD， XPS和FT-IR对其表征， 以甲苯为气相有机污染物研究Co₃O₄/Bi₂O₃的光催化活性. 结果表明， 微乳法制备的Co₃O₄/Bi₂O₃粒子光催化活性优于纯氧化铋； 活性的提高程度与n(Co) ∶n(Bi)有关， 其最佳配比为0.02 ∶1； 光催化活性随焙烧温度升高而增大, 750 ℃焙烧的样品催化活性最好.     

Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列的制备及其可见光催化性能研究

在氟化铵-乙二醇体系中,采用阳极氧化法在铁基体上制备Fe_2O_3纳米管阵列,然后以氟钛酸铵为钛源,利用水热法在Fe_2O_3纳米管阵列上负载TiO_2纳米片,制得Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列,利用SEM、EDS、XRD、TEM、UV-Vis等手段,对所制Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的表面形貌、物相结构及光催化性能进行表征,并分析Fe_2O_3/TiO_2纳米结构对亚甲基蓝的可见光降解能力。结果表明,Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列具有良好的可见光响应;NH_4F浓度为0.4%、水热反应3h制备的Fe_2O_3/TiO_2复合结构具有最佳的光催化性能,对亚甲基蓝的降解率可达90%。