Fe3O4纳米晶的简单调控合成、表征及磁性能

采用醋酸铵作保护剂在200℃下制备了单分散的400 nm粒径的Fe3O4空心纳米球.通过改变实验条件,对产品的形貌、内部结构和粒径进行了调控合成,得到了粒径范围在100～200 nm的实心纳米球和片形结构的Fe3O4纳米材料.采用SEM、TEM和XRD等对样品进行了表征.结果表明,所得尖晶石型Fe3O4纳米晶粒径均匀,分散度好.利用振动样品磁场计检测了不同形貌样品的磁性能.结果显示,Fe3O4纳米空心球的饱和磁化强度和矫顽力均大于Fe3O4纳米片的对应值.     

羧基化核壳磁性纳米Fe3O4吸附剂的制备及对Cu2+吸附性能

在以共沉淀法制备的磁性纳米Fe3O4粒子(Magnetic nanoparticles, MNP)表面进行了化学修饰, 制备了一种新型富含羧基功能团的核壳磁性纳米吸附剂(Carboxylic functionalized Fe3O4 magnetic nanoparticles, CMNP). 利用透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射仪(XRD)、 X射线能量色散谱(EDS)、 振动样品磁强计(VSM)、 傅里叶变换红外光谱(FIIR)和热重分析仪(TGA)对CMNP的形貌、 结构、 化学组成和磁性能进行了表征, 并考察了吸附剂对Cu2+的吸附性能, 研究了溶液pH值、 吸附时间和Cu2+初始浓度对吸附性能的影响. 结果表明, 羧基化核壳磁性纳米Fe3O4颗粒的平均粒径为15 nm, 具有良好的超顺磁性, 饱和磁化强度为41.84 A·m2/kg, 在10 min中内可达到吸附平衡, 在pH=7.0时吸附量最高, 吸附等温数据符合Langmuir模型, 饱和吸附量qm= 43.48 mg/g.     

针状纳米Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的沉淀/凝胶-溶胶法制备及性能

以FeCl2、Zn(NO3)2、Ni(NO3)2和NaOH为原料,借助针状α-FeOOH做为中间体,用共沉淀法和柠檬酸法相结合的方法制得掺有镍和锌的针状纳米α-FeOOH,在其表面包裹镍和锌的柠檬酸配合物后,经热处理制得了针状的纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4,并通过控制共沉淀法过程中镍和锌的掺入量,有效地控制了针状纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4的粒径和长径比。利用XRD、TEM对样品的物相﹑形状和粒径进行表征。结果表明:共沉淀过程中Ni和Zn的掺入量对制备的Ni0.5Zn0.5Fe2O4的形状有重要的影响,随着镍和锌的掺入量的增加,制得的针状纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4的直径逐渐减小,长径比先增加后减小,当nNi∶nZn∶nFe=0.3∶0.3∶2时,样品的长径比达到最大为20左右。利用振荡样品磁强计(VSM)对样品进行磁性能研究,结果表明针状Ni0.5Zn0.5Fe2O4矫顽力主要取决于样品的各向异性,随着样品的长径比增加,各向异性增加,矫顽力增加。随温度的提高,晶体结构趋于完善,样品的矫顽力下降。     

Gd2O3∶Eu3+纳米棒的制备与发光性能

在表面活性剂辅助的水热条件下合成出尺寸均一的Gd2O3∶Eu3+纳米棒, 对其结构和荧光性质进行了表征, 并对其生长机理进行了初步讨论. XRD结果表明, 水热前驱体样品为六方晶相的Gd(OH)3, 经过灼烧之后样品为立方相的Gd2O3. TEM照片表明, 所得样品为直径60 nm、长度约600 nm的纳米棒. 荧光光谱表明, 在波长为254 nm 的紫外光激发下, Gd2O3∶Eu3+纳米棒产生了不同于前驱体的特征红光发射, 对应于Eu3+ 的5D0-7F2跃迁, 表明Gd2O3是红色发光材料的良好基质.     

基于聚乙烯醇/Fe2O3纳米颗粒的纤维素酶固定化

以聚乙烯醇/Fe2O3磁性纳米颗粒为纤维素酶固定化载体, 通过反复冻融的方法成功地实现了纤维素酶固定化. 采用透射电镜、红外光谱仪、振动样品磁强度计对固定化酶复合体进行了表征, 结果显示, 固定化酶复合体为大小约1 μm的微凝胶团, 内含10 nm左右的Fe2O3纳米颗粒. 研究影响固定化因素后发现, 当pH为6, 固定化时间为11 h, 纤维素酶/PVA质量比为4, PVA/Fe质量比为50时, 固定化纤维素酶效果最好. 通过该方法固定后酶活回收率达42%, 酶水解效率显著提高, 经过5次反应后的固定化酶相对酶活力保留50%以上. 因此, 基于聚乙烯醇/Fe2O3纳米颗粒的纤维素酶固定有利于酶的循环使用并显著提高酶的使用效率, 是一种有效固定化纤维素酶的新方法.     

以Fe2O3为原料制备LiFePO4/C复合材料及其性能研究

以Fe2O3为铁源原料, 利用热还原法成功地制备了LiFePO4/C复合材料. 用XRD以及SEM对材料的晶体结构以及表面形貌进行了表征. 通过循环伏安和充放电测试研究了材料的电化学性能. 研究结果表明， 于700 ℃下制备的LiFePO4/C复合材料在0.1C的倍率下可以得到放电容量144.8 mA·h/g, 在循环160次后, 容量仍保持在141.4 mA·h/g. 这种以廉价的Fe2O3代替目前常用的二价铁盐原料方法, 具有减少LiFePO4合成成本的优点.     

纳米Fe3O4/聚苯乙烯均匀分散体系的制备及结构

用化学共沉淀法制备了Fe3O4纳米颗粒,以油酸为表面活性剂,苯乙烯为载液,制备了稳定的纳米Fe3O4可聚合磁流体,将可聚合磁流体经自由基引发聚合制成纳米Fe3O4/聚苯乙烯均匀分散体系,用WAXRD研究了Fe3O4纳米粒子的结晶情况;用FTIR研究了油酸表面改性前后Fe3O4粒子表面官能团的变化;用TEM研究了Fe3O4颗粒的粒径大小及其在苯乙烯单体和聚苯乙烯中的分散情况;用DSC和TGA研究了纳米Fe3O4/聚苯乙烯均匀分散体系的玻璃化转变温度(Tg)和热稳定性,结果表明,合成的纳米Fe3O4为立方晶型,平均粒径在10nm左右,油酸分子在Fe3O4表面是化学吸附,经表面处理的Fe3O4超细颗粒在苯乙烯和聚苯乙烯基体中分散较均匀.界面粘结较好,含1.8％Fe3O4纳米颗粒的聚苯乙烯的最大热失重温度比聚苯乙烯提高了13K,Fe3O4/聚苯乙烯复合体系的饱和磁化强度σs为17.43emu/g.     

(Au)核(Ag)壳纳米微粒光度法快速检测过氧化氢

以粒径为10 nm的纳米金为晶种, 用柠檬酸钠还原硝酸银制备了平均粒径为30 nm的(Au)核(Ag)壳纳米微粒, 用高速离心纯化除去过量的柠檬酸三钠获得了较纯的(Au)核(Ag)壳纳米微粒, 其吸收峰位于393 nm处. 在pH 4.4的HAc-NaAc缓冲溶液中, Fenton反应产生的羟基自由基可以氧化(Au)核(Ag)壳纳米微粒银层生成银离子, 导致393 nm处的吸光度降低. H2O2的浓度(c)在6.58～421.1 μmol/L范围内与393 nm处的吸光度降低值ΔA 393 nm呈良好的线性关系, 回归方程为ΔA393 nm=0.00111c+0.0210, 相关系数为0.9908, 检出限为1.73 μmol/L. 本方法用于废水样品测定, 结果满意.     

棒状LaF3∶Eu3+纳米晶的制备与发光性能

采用一种简单的液相反应法在室温下合成了棒状的LaF3∶Eu3+纳米晶, 对其结构和发光性能进行了表征. XRD分析结果表明, 室温下即可得到结晶良好的六方晶相的LaF3, 灼烧之后样品的衍射峰增强, 没有杂相产生. TEM照片表明, 棒状LaF3∶Eu3+纳米材料的直径为8 nm左右, 长度达到50 nm. 荧光光谱表明, 室温下合成的棒状LaF3∶Eu3+纳米晶的最强发射峰位于589 nm, 对应于Eu3+的5D0-7F1跃迁发射, 说明Eu3+占据LaF3基质中La3+晶格点的C2对称格位上. 同时Eu3+的猝灭摩尔分数为5%, 荧光寿命随着灼烧温度的升高而延长.     

微米聚苯胺/Fe_3O_4空心球的制备及吸波性能

采用界面聚合和Pickering乳液聚合相结合的方法,以甲苯为软模板,磁性Fe3O4纳米颗粒为稳定剂,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,盐酸(HCl)为掺杂剂,制备了掺杂态聚苯胺/Fe3O4(D-PANI/Fe3O4)空心球.作为比较,在不掺杂盐酸的条件下,制备了本征态聚苯胺/Fe3O4(PANI/Fe3O4)空心球.用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪、热重分析(TG)仪、振动样品磁强(VSM)计及恒压四探针测试仪对复合材料的形貌、结构、组成和电磁性能进行了表征.结果表明,D-PANI/Fe3O4空心球的直径约为2.8μm,电导率和饱和磁化强度(Ms)分别为2.75×10-2S/cm和54.26 A·m2/kg.用矢量网络分析(VNA)仪对D-PANI/Fe3O4空心球和PANI/Fe3O4空心球吸波性能进行分析,结果表明,D-PANI/Fe3O4空心球在12.64 GHz处的最小反射率为-43.3 d B,对应的匹配厚度为2 mm,其吸波性能明显优于PANI/Fe3O4空心球.     

Fe3O4和Zn2+掺杂型Zn1-xFe2+xO4纳米晶的溶剂热合成和电磁性能

利用溶剂热法, 在醋酸钠静电保护剂的辅助下, 成功制备出Fe₃O₄和Zn²⁺掺杂型Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶. 利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对样品的晶体结构、粒径、形貌和化学组成进行了分析. 结果表明, 所得纳米晶的粒径均匀, 形貌为球形, 分散度好; Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶的平均粒径(70 nm)明显小于Fe₃O₄(170 nm). 磁性能测量结果表明, 室温下Zn_0.07Fe_2.93O₄的饱和磁化强度(54.2 A·m²·kg^-1)小于Fe₃O₄ (81.6 A·m²·kg^-1). 利用矢量网络分析仪对样品的电磁性能和吸波性能进行了研究. 结果表明, Zn²⁺掺杂型Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶的吸波性能优于Fe₃O₄, 前者的最大吸收峰(-19.3 dB)大于后者(-9.8 dB), 且吸收峰低于-10 dB的峰宽达2.5 GHz.     

控制自由基聚合制备Fe_3O_4/SiO_2/P(AA-MMA-St)磁性复合微球

用原硅酸乙酯对Fe3O4纳米粒子进行表面改性得到Fe3O4/SiO2磁流体.在Fe3O4/SiO2磁流体存在下,以1,1-二苯基乙烯(DPE)为自由基聚合控制剂,利用乳液聚合法制备了Fe3O4/SiO2/P(AA-MMA-St)核-壳磁性复合微球.用红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)、透射电镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)对所制备的磁流体、磁性高分子复合微球的结构、形态、性能进行了表征.研究发现,原硅酸乙酯水解后能在Fe3O4表面形成硅膜保护层从而避免Fe3O4的酸蚀,使Fe3O4/SiO2/P(AA-MMA-St)复合微球的比饱和磁化强度比同样条件下制备的Fe3O4/P(AA-MMA-St)微球提高了28%;DPE能有效控制自由基在Fe3O4/SiO2磁流体表面均匀地引发单体聚合,得到平均粒径为422 nm,无机粒子含量为40%,比饱和磁化强度为34.850 emu/g,表面羧基含量为0.176 mmol/g的磁性复合微球.     

多壁碳纳米管负载Fe3O4磁性纳米粒子表面吸附增强过氧化酶的催化活性

采用共沉淀法制备了Fe3O4磁性纳米粒子,将其负载于氨基吡啶修饰多壁碳纳米管(MWCNT-AP)上,得到具有良好的分散性和超顺磁性的Fe3O4/MWCNT-AP复合物.通过傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线衍射(XRD)和磁滞回线测量等方法对Fe3O4/MWCNT-AP复合物进行了表征.扫描电镜(TEM)结果表明:Fe3O4磁性纳米粒子多集中于碳纳米管MWCNT-AP的端部,形成的复合物在极性溶剂中具有良好的分散性和超顺磁性;辣根过氧化酶(HRP)可通过物理作用吸附于Fe3O4/MWCNT-AP复合物表面.酸性条件下(pH 4.0),Fe3O4/MWCNT-AP复合物使HRP的最大反应速率(Vmax)提高了3倍.     

A rapid and operator-safe powder approach for latent fingerprint detection using hydrophilic Fe3O4@SiO2-CdTe nanoparticles

A new kind of bifunctional magnetic-fluorescent nanoparticles(NPs)with abundant carboxyls on the surface has been prepared by covalently combining glutathiose(GSH)-modified CdTe quantum dots(QDs)with Fe_3O_4@SiO_2NPs.The silica-coated Fe_3O_4NPs were functionalized with amino groups by(3-aminopropyl)triethoxysilane to provide Fe_3O_4@SiO_2-NH_2NPs,which was then chemically conjugated with GSH-modified CdTe QDs to form bifunctional magnetic-fluorescent NPs,Fe_3O_4@SiO_2-NH-CO-CdTe-QDs NPs.The properties and morphologies of Fe_3O_4@SiO_2-NH-CO-CdTe-QDs NPs were investigated by FTIR,X-ray diffraction,transmission electron microscopy(TEM),absorption and fluorescence spectroscopy and vibrating sample magnetometry.TEM images display that Fe_3O_4@SiO_2-NH-CO-CdTe-QDsNPs possess spherical core-shell structure with a uniform size about 50 nm.The bifunctional NPs were found to exhibit good magnetic and strong fluorescent properties favorable for their application in the detection of latent fingerprints.Furthermore,the carboxyls on the surface of NPs have good absorptions with water in air and the residues of fingerprints so as to not only avoid dust flying to protect the health of operators,but also improve the efficiency of detection.     

Size-dependent properties of nanocrystalline silicalite synthesized with systematically varied crystal sizes

Silicalite-1 powders with crystal sizes ranging from 20 to 1000 nm were synthesized by systematically varying synthesis gel composition, pressure, temperature, and time duration. These samples were characterized by powder X-ray diffraction, scanning electron microscopy, nitrogen adsorption isotherms, solid-state nuclear magnetic resonance, and toluene adsorption. The effect of crystal size on the physical properties of crystals is observed, including a large increase of both total and external surface area when crystal size decreases. The relationship between particle size and external surface area was modeled by assuming a cubic crystal geometry. The nanosized silicalite samples with crystal sizes less than 100 nm have a higher adsorption capacity for toluene, showing promising potential for its application in volatile organic compound removal.     

Preparation and characterization of ZnO nanocrystallines in the presence of an ionic liquid using microwave irradiation and photocatalytic activity

Fast, simple and template-free method is proposed for preparation of ZnO nanocrystallines in the presence of 1-ethyl-3- methylimidazolium ethyl sulfate, [EMIM][EtSO₄], a room-temperature ionic liquid (RTIL) under microwave irradiation. The powder X-ray diffraction (XRD) studies display that products are excellently crystallized in the form of wurtzite hexagonal structure. Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) investigations reveal that the products are extremely pure. The results obtained by scanning electron microscopy (SEM) demonstrate that mean size of ZnO nanocrystallines decreases with microwave irradiation time and the RTIL content of media. Diffuse reflectance spectra (DRS) of the ZnO nanocrystallines shows blue shift relative to the bulk ZnO, which can be attributed to quantum confinement effect of ZnO nanocrystallines. A possible formation mechanism of the ZnO nanocrystallines in aqueous solution of the RTIL is presented. Photocatalytic activity of the ZnO nanocrystallines towards photodegradation of methylene blue (MB) was carried out. The results demonstrate that photocatalytic activity of the ZnO nanocrystallines increases with microwave irradiation time and the RTIL content of media.     

亲水性含环氧基磁性聚合物微球的制备与性能表征

选择甲酰胺作磁性Fe3O4微晶的分散剂,通过设计反相悬浮聚合体系,合成了粒径分布窄、球状亲水性含环氧基磁性聚合物(MGM).利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和低温N2吸附以及化学分析方法对聚合物进行了性能表征.结果表明,合成的MGM呈球形,且粒度分布较窄,粒径为0.13~0.28 mm的粒子占91%;甲酰胺分散Fe3O4,微晶表面的亲水性进一步增强,单体甲基丙烯酸缩水甘油酯和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺交联共聚生成的胶粒能够包埋Fe3O4微晶形成胶核,胶核聚集形成均匀、稳定的MGM微球.MGM中Fe3O4含量为6.17%时,比饱和磁化强度σs达6.5 emu/g;其比表面积、平均孔径和孔容分别为117.6 m2/g,15.6 nm和0.46 cm3/g,表面环氧基团含量为0.53 mmol/g.MGM借助自身的活性环氧基团在十分温和的条件下共价偶联青霉素酰化酶(penicillin G acylase EC 3.5.1.11,简称PGA),制备的固定化酶在37℃下催化水解青霉素G钾生成6-氨基青霉烷酸(6-APA)的表观活性达502IU/g,并且在使用过程中没有出现磁聚集现象.     

高Fe_3O_4含量单分散P(St/AA)复合微球的合成与表征

在表面由十一烯酸和油酸共同修饰的Fe3O4磁流体存在下,以苯乙烯(St)和丙烯酸(AA)为共聚单体,用细乳液聚合法,制备了单分散,高Fe3O4含量,且表面带有羧基的超顺磁性高分子复合微球.采用透射电镜(TEM),热重分析(TGA),物性测量系统(PPMS),Zeta电位以及红外光谱等手段对磁性复合微球的各项性能进行表征.结果表明,Fe3O4粒子的表面改性是影响复合微球Fe3O4含量及形貌的关键因素.在优化的实验条件下,可以制得Fe3O4含量高达77wt%,平均粒径为137·9nm,表面羧基密度0·0894mmol/g,比饱和磁化强度为44·7emu/g的单分散超顺磁性高分子复合微球.     

Investigation of primary crystallite sizes in nanocrystalline ZnS powders: comparison of microwave assisted with conventional synthesis routes

ZnS powders with primary crystallite sizes of only a few nanometers were prepared by three different synthesis routes at temperatures below 130 degrees C. The reaction of zinc acetate dihydrate with thioacetamide (TAA) in the presence of pyridine and triphenylphosphite (TPP) was carried out using either conventional heating or microwave heating. The obtained powders exhibit sphalerite structure as determined by X-ray diffraction (XRD). The primary crystallites have diameters between 1 and 7 nm obtained by XRD. Small angle X-ray scattering (SAXS) measurements were analyzed by the model-free inverse Fourier-transformation approach, as well as by a hard sphere-model from which particle size and polydispersity were extracted. The particle sizes by SAXS are in good agreement with the primary crystallite sizes obtained by XRD. It has been found that an increasing amount of sulfur and/or using microwave heating increases crystallite sizes. The presence of TPP decreases the particle sizes but no significant influence on the TPP concentration was observed. In the alternative third preparation route, hexamethyldisilathiane (HMDST) was used as precipitation reagent at ambient temperature, which leads to the smallest crystallite sizes of only 1 nm together with low polydispersities. Scanning electron microscopy, dynamic light scattering and UV-vis spectroscopy showed that all three synthesis routes lead to ZnS powders with aggregate sizes between 650 and 1200 nm. Both of the TAA-precipitation routes lead to spherical agglomerates which consist of spherical substructures, whereas the HMDST agglomerates are assembled from elongated objects.     

微波水热改性制备S_2O_8~(2-)/Fe_2O_3-SiO_2固体酸及催化性能

对共沉淀法得到的Fe2O3-SiO2混合氧化物前驱物进行微波水热改性处理,经浸渍(NH4)2S2O8后再焙烧得S2O82-/Fe2O3-SiO2固体酸催化剂。用XRD、TEM、N2气吸附/脱附及化学分析方法对其进行了表征,用乙酸/丁醇酯化催化反应评估固体酸的催化性能,并与通常条件下制得的催化剂进行了比较。结果显示,引入SiO2会延迟Fe2O3晶体的形成与长大;对前驱物用250W的微波水热改性处理1.5h,制得的固体酸具有适中的比表面积、均匀的孔径分布,含硫量为6.02%,比表面积为37.1m2/g。该固体酸对乙酸丁醇酯化反应有很高的催化活性,催化酯化反应3h,乙酸的转化率高达97.7%。