改进多元醇法合成超小超顺磁性Fe3O4纳米颗粒

利用改进多元醇法,以无水FeCl3为铁源,3-氨基丙醇为碱性水解剂,聚丙烯酸为稳定剂,成功制备了水分散稳定的超小超顺磁性Fe3O4纳米颗粒.高分辨率透射电镜、X-射线粉末衍射和拉曼光谱分析证实合成的纳米粒子为Fe3O4,Zeta电位、热重和红外光谱分析证实表面包覆的有机物为聚丙烯酸.通过改变多元醇的链长,初步实现了纳米颗粒粒径在1～3 nm之间调控.     

TiO2/α-Fe2O3和TiO2/叶FeOOH纳米复合材料的制备与表征

以TiCl4为前驱体,α- Fe2O3、α-FeOOH为载体,采用水解沉淀法制备TiO2/α-Fe2O3和TiO2/α-FeOOH两种纳米复合光催化材料.采用X射线衍射分析(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等对样品的晶相组成、形貌和微结构进行表征.结果表明,TiO2/α-Fe2O3复合材料由赤铁矿和金红石相TiO2组成;TiO2/α-FeOOH复合材料由水合氧化铁和金红石相TiO2组成.TiO2/α-Fe2O3复合材料中颗粒状TiO2能包覆在粒状氧化铁红表面,形成厚度范围在5～20 nm左右的薄层;TiO2/α-FeOOH复合材料是一种核壳结构,厚度范围在100～150 nm的针状TiO2聚集体为壳,能完整的包覆核层氧化铁黄.采用UV-vis光谱和甲基橙降解对其光催化活性进行评价,结果表明纳米TiO2与α-Fe2O3、α-FeOOH分别构成复合材料后,两者之间存在协同效应.     

MoO3的水热法制备、表征及储锂性能

以钼酸钠和水杨酸钠为原料,通过水热法合成了MoO3.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对材料的结构和形貌进行表征,采用电化学工作站和充放电仪对电池的电化学性能进行测试.研究结果表明:在180 ℃下水热反应12 h制备得到六方相MoO3(h-MoO3)纳米块相较于在180 ℃下水热反应24 h制备得到正交相MoO3(α-MoO3)纳米片的电化学性能更佳.当h-MoO3 作为锂离子电池负极电极材料时,其首次放电比容量为2068.1 mAh/g.在电流密度为50 mA/g下循环50次后,其放电比容量仍然高达946.4 mAh/g,这归因于h-MoO3较小的电化学转移阻抗.     

离子液体[Bmim]BF4辅助制备超顺磁性Fe3O4纳米粒子

以七水硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)与六水三氯化铁(FeCl3·6H2O)为原料,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim] BF4)为添加剂,70℃下反应2h制备了Fe3O4纳米粒子.通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及热重分析(TG)等方法对样品的结构和形貌进行表征,并测试了所合成样品的磁性能.实验结果表明:离子液体辅助制备的Fe3O4纳米粒子形貌较为均一,呈近似球状,平均直径约为14 nm,产品在室温下表现出超顺磁性,饱和磁化强度为60.66 emu/g.利用密度泛函理论(DFT)计算模拟了Fe3O4分别与离子液体和水相互作用的电子结构,发现离子液体通过阴离子的桥联,更易吸附在Fe3O4晶粒表面.     

不同形貌纳米α-Fe2O3粉体水热合成及其催化高氯酸铵热分解研究

以Fe2(SO4)3为原料,在不同温度和时间进行水热反应,产物经过600℃下热处理6h,得到了不同形貌的纳米α-氧化铁.通过XRD、SEM、TEM对α-Fe2O3的物相组成、形貌和微观结构进行表征.结果表明,花片状、海胆状、草莓状和哑铃状等多种形貌的产物均由纳米α-Fe2O3颗粒组装而成,纳米颗粒大小为10～50 nm.采用DTA分析了赤铁矿α-Fe2O3对高氯酸铵(AP)的催化性能.结果表明水热反应条件140℃保温4h获得的花片状α-Fe2O3,使得高氯酸铵(AP)热分解温度提前了67.2℃,较其它形貌,催化效果明显.     

ZnO纳米晶的面催化活性特性研究

以Zn( NO3)2和NaOH为起始原料,采用溶剂热法合成了片状和柱状纳米ZnO.采用XRD、XPS、FE-SEM、BET等对样品的形貌、组成和结构进行了表征.以罗丹明B作为模型污染物来评价其光催化性能,讨论了ZnO的形貌对其活性的影响.结果表明,片状纳米ZnO具有较高的(0001)活性面比例,表现出较高的光催化活性.     

α-Fe2O3单晶纳米片的制备及其电化学性能研究

以FeSO4·7H2O为铁源,CTAB为表面分散剂,采用便利的水热合成法成功制备了高性能α-Fe2O3单晶纳米片.利用X射线衍射、扫描电镜和恒流充放电测试等手段对材料的物相、微观形貌和电化学性能进行表征.结果表明,在200 mA/g电流密度下,α-Fe2O3单晶纳米片的起始不可逆容量损失较小;在100次循环后,α-Fe2O3单晶纳米片仍然约有875 mAh/g的充放电比容量,库伦效率保持在98;以上;在2000 mA/g的大倍率条件下,材料的充放电比容量依旧可达643 mAh/g左右,表现出十分良好的循环稳定性和可逆性能.     

水热/溶剂热法制备锂电池负极材料碳气凝胶/Fe2O3及其电化学性能

采用水热/溶剂热法,通过在碳气凝胶(CA)表面负载纳米Fe2O3颗粒,制备了具有不同外观形貌的CA/Fe2O3复合负极材料.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重(TG)等测试手段表征了碳气凝胶、Fe2O3及CA/Fe2O3的结构、形貌和Fe2O3负载率,并对复合负极的电化学储锂性能进行了研究.结果表明,采用水热或溶剂热法时,在碳气凝胶表面合成的Fe2O3颗粒分别呈橄榄球状和微球状.电化学结果表明,采用溶剂热法合成的CA/Fe2O3复合材料作为锂电池负极材料具有较高的储锂容量和倍率性能,在100 mA·g-1电流密度下循环50次,可逆容量为634.9 mAh·g-1,充电容量保持率高达97.9;.     

离子液体辅助合成Fe3O4纳米粒子及其性能研究

采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐([Bmim][TFSI])辅助合成了Fe3O4纳米粒子,研究了其磁、电化学方面的性能,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对样品进行了表征.实验结果表明:以该离子液体为稳定剂合成的Fe3O4纳米粒子平均直径约为20 nm,且形貌均一,在室温下表现出超顺磁性,饱和磁化强度为68.13 emu/g.将所得Fe3O4纳米粒子应用于锂离子电池负极材料,在电流密度为0.1 A/g条件下,首次充放电比容量分别高达1025 mAh/g和1428 mAh/g.     

水热法镧掺杂铁酸锌的制备及表征

以FeCl3·6H2O、La(NO3)3·6H2O和Zn(Ac)2为原料,通过水热法制备ZnLa0.2Fe1.8O4纳米颗粒.主要探讨水热反应时间和pH,并通过X射线仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和振动磁强计(VSM)等仪器对材料的结构及磁学性能进行了研究,结果表明:水热反应温度180℃,反应8 h,pH值为10时,制备出ZnLa0.2 Fe1.8 O4样品具有完整尖晶石结构且无中间产物产生,水热保温时间的延长对ZnLa0.2Fe1.8O4饱和磁强度(Ms)影响不大.     

热熔还原法制备超硬复合相氮化碳及其工艺探索

本文采用热熔还原法,以聚氯乙烯、氯化铵、氧化铁为原料制备复合超硬相氮化碳(α/β-C3 N4).采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征.在此基础上分析了不同温度和原料配比下合成复合相C3 N4的物相组成及形貌变化.结果表明样品形貌随着原料配比的不同在颗粒、棒状、纳米线之间转变.当C、N和Fe之间摩尔比为3:4:0.4时,所制备出的样品呈纳米线状,纳米线的直径约为15 nm,结晶性良好.而在其它配比下,只能获得棒状或颗粒状α/β复合相C3 N4.     

溶剂热法合成LiMn1-xFexPO4纳米片及其电化学性能

采用溶剂热法在乙二醇和水的混合溶剂中合成了LiMn1-xFexPO4(x=0,0.1,0.15,0.2,0.3)纳米片.研究了Fe含量对LiMnPO4晶体结构、形貌及电化学性能的影响.结果表明:LiMnPO4被部分Fe替代后,电化学活性明显提高.其中LiMn0.7Fe0.3PO4/C在0.1C倍率下的放电容量达到157 mAh/g,并表现出较好的倍率性能和循环稳定性.     

纳米分散颗粒Li1.2Ni0.2Mn0.6O2材料的制备及性能

以乙酸盐和一水合柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池纳米级富锂锰基正极材料Li1.2 Ni0.2 Mn0.6 O2.X射线衍射(XRD)结果显示所得产物为结晶度良好、离子混排程度低的纯相结构材料;扫描电镜(SEM)结果显示所得材料为纳米颗粒(颗粒直径均在300 nm以内),且具有圆形或者正六边形形状结构,表面光滑,粒度分布均匀.研究了高温焙烧温度对Li1.2 Ni0.2 Mn0.6 O2材料结构形貌及电化学性能的影响,重点探讨了结构形貌对电化学性能的影响规律.实验结果表明:当焙烧温度为850℃和900℃时,材料的形貌结构更好,电化学性能更为理想.     

熔盐法制备CuFeMnO4光吸热材料的研究

以KOH、KNO3为熔盐,Cu(NO3)2·3H2O、Fe(NO3)3·9H2O、50wt; Mn(NO3)2为原料,研究了金属离子配比及合成温度对熔盐法制备CuFeMnO4粉体的影响,采用XRD和FESEM进行物相及微观形貌的测试分析,利用自行设计测试装置对CuFeMnO4涂层的吸热性能进行评价.研究结果表明,CuFeMnO4粉体主晶相为尖晶石型,当金属离子配比为Fe3+∶ Cu2+∶ Mn2+=1∶0.5∶1时,可有效地抑制杂相的生成;合成温度为700℃时,晶体成核均匀,晶粒尺寸较小.该粉体制成涂料涂覆在铝板上,可使铝板的吸热温度提高22℃,增强了吸热效果.     

(羟基)氧化铁/硅酸铜复合结构的制备及Cr(VI)吸附性能研究

构建由不同结构基元组成的多级复合结构是提高材料对重金属离子吸附能力的一种有效方法。利用stober法制备了Fe3O4(α-Fe2O3或β-FeOOH)/SiO2核壳结构。通过引入Cu2+,与表面包覆的SiO2发生原位反应,在样品表面生长了CuSiO3纳米棒,得到了具有优异吸附能力的Fe3O4(α-Fe2O3或β-FeOOH)/CuSiO3核壳结构。最后对比分析了Fe3O4(α-Fe2O3或β-FeOOH)/SiO2核壳结构和Fe3O4(α-Fe2O3或β-FeOOH)/CuSiO3核壳结构对Cr(VI)离子的平衡吸附规律。     

羟基硅酸镁纳米棒的制备及光吸收性能研究

以Mg(NO3)2·6H2O和纳米SiO2为原料,采用水热法,合成了Mg3Si2O5(OH)4纳米棒.采用X射线衍射(XRD)及场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的物相组成和微观形貌进行了表征.并采用紫外-可见漫反射测试(UV-vis DRS)测定了样品的光吸收性能,DRS结果显示Mg3Si2O5(OH)4纳米棒的光吸收主要集中在紫外光区,结合Kubelka-Munk方程计算得出Mg3Si2O5(OH)4纳米棒的光学带隙为4.98 eV.     

YVO4∶Eu3+纳米荧光粉的水热法合成及其光致发光性能的研究

以NaVO3,Y2O3,Eu2O3为原料,采用水热法在不同pH值(pH =6.5,8.2,10.1,13)条件下合成了具有不同形貌与颗粒尺寸的YVO4∶ Eu3+纳米荧光粉.利用XRD,TEM和荧光光谱仪对样品的结构、形貌和光致发光性能进行了研究.实验结果表明:所合成样品均为具有四方锆石结构的YVO4∶Eu3+纳米晶,溶液pH值对所合成样品的形貌与颗粒大小均有明显影响,而且光致发光性能与样品的形貌有关,YVO4∶Eu3棒状纳米荧光粉因具有较高结晶度而具有较高的荧光强度.     

水热控制合成球形碱式磷酸铁及生长机理研究

以FeCl3·2H2O和NH4H2PO4·2H2O为水热反应原料,采用一步水热法通过调节反应体系的浓度合成形状规则的球形Fe5(PO4)4(OH)3·2H2O颗粒.研究发现,反应体系浓度是影响Fe5(PO4)4(OH)3·2H2O微晶颗粒形貌生长的重要因素.此外,本文结合SEM及SAED表征分析,理论性的探讨了球形Fe5(PO4)4(OH)3·2H2O微晶在高温水热条件下的生长机理.     

表面活性剂辅助法制备纳米Z nO及光催化性能研究

以Zn(NO3)2·6H2 O、氨水和不同的表面活性剂为原料,采用沉淀法制备了具有不同微观形貌和尺寸的纳米ZnO,研究表面活性剂对纳米ZnO光催化降解甲基橙性能的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)等对所制备纳米ZnO的物相、形貌及光吸收性能进行表征,并对其进行光催化性能测试.结果表明,以CTAB为表面活性剂所制备的纳米ZnO,粒径均匀、分散性良好、无明显团聚现象,并且对甲基橙的光催化降解性能最好,在2 h内降解率可达90.6;.     

离子液体辅助超声制备Cds/Fe2O3及光催化性能研究

以水和离子液体溶液为溶剂采用超声技术制备了CdS/Fe2O3复合光催化剂.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面分析(BET)、紫外-可见吸收光谱对CdS/Fe2O3进行了表征.结果表明,在离子液体合成的CdS/Fe2O3具有较大的比表面积,相比于水中合成的CdS/Fe2O3复合物其吸收带边发生红移.光催化实验表明,离子液体中合成的CdS/Fe2O3 (IL)具有较好的光催化活性.这可能是由于离子液体与超声协同对催化剂的形貌、粒径和比表面积起到调控作用.