纳米结构氧化铁棒束的制备、表征及光学性质

以三氯化铁(FeCl3·6H2O)和氨三乙酸(N(CH2COOH)3)为主要原料,在160℃反应12h得到了空心管状的白色前驱体,再经500℃煅烧2h得到了纳米结构氧化铁棒束.通过热重分析(TG)、光学显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)对所得产物进行了表征.结果表明:所得白色前驱体经500℃煅烧后全部转化为六方相的氧化铁(α-Fe2O3),形貌为含微孔结构的棒束,直径约为2μm,其结构单元为含微孔结构的纳米棒,这些棒的直径为30～50 nm,长度约16μm;紫外数据表明所得氧化铁棒束的最大吸收波长为546nm,带宽吸收约在685 nm处,发生红移.     

铁还原氧化铁的产物是氧化亚铁还是四氧化三铁

从热力学和实验验证的角度探讨“铁和氧化铁反应的产物是四氧化三铁,而不是氧化亚铁“。     

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;.     

四氧化三铁纳米团簇的表面修饰及生物毒性研究

采用微波辅助溶剂热法制备了四氧化三铁(Fe3O4)纳米团簇.为了改善团簇的稳定性,用改进的St(o)ber法,在Fe3O4团簇的表面包覆—层氧化硅(SiO2),成功制备出核-壳结构的Fe3O4@SiO2粒子.用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米粒度仪、Zeta电位、振动样品磁强计(VSM)、MTT比色法等测试手段,对样品的形貌、结构、粒径分布、胶体稳定性、磁学性质及生物毒性进行了研究,结果表明:所制备的Fe3O4纳米团簇平均尺寸约为60nm,尺寸均匀,在室温下表现出超顺磁性.包覆后的核-壳结构Fe3O4@SiO2粒子平均尺寸约为150 rn,具有良好的水分散性和胶体稳定性,包覆前后的样品均具有低的生物毒性.     

Fe2O3-ZnO/SiO2催化氧化异戊醇一步合成异戊酸异戊酯

采用浸渍法制备了系列不同Fe2O3、ZnO负载量的Fe2O3-ZnO/SiO2催化剂,并用XRD、BET、SEM等对催化剂进行了表征;考察了以分子氧为氧化剂时,该系列催化剂对异戊醇一步合成异戊酸异戊酯的催化性能,并初步探讨了其反应机理。结果表明,在Fe2O3/SiO2催化剂上引入适量ZnO后,提高了Fe2O3在SiO2上的分散度,减小了Fe2O3的粒径,所制得的Fe2O3-ZnO/SiO2催化剂有较大的比表面积、孔体积、孔径,催化性能优于Fe2O3/SiO2。其中,在Fe2O3与ZnO的协同作用下,6%Fe2O3-4%ZnO/SiO2催化性能最佳,常压下当催化剂用量为0.9 g(占反应物质量的3.5%),反应温度120℃,反应时间9 h,异戊醇一步合成异戊酸异戊酯的选择性达54.5%,收率达31.4%。对该合成机理的初步探讨表明,只有催化剂与分子氧的共同作用下,异戊醇才能高效的合成异戊酸异戊酯。     

FeO(OH)-TiO2/CoPi复合光阳极的制备及其光电催化氧化水性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂ 纳米晶, 并通过浸渍技术在其表面引入了FeO(OH). 采用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱确定了引入FeO(OH)的最佳Fe³⁺浓度. 通过电化学法在FeO(OH)-TiO₂光阳极上沉积了催化水分解制备氧气的钴基催化剂(CoPi), 得到了FeO(OH)-TiO₂/CoPi 复合光阳极. 利用透射电镜(TEM), 高分辨透射电镜(HRTEM), X射线衍射(XRD), 扫描电镜(SEM)对TiO₂纳米晶, FeO(OH)-TiO₂以及FeO(OH)-TiO₂/CoPi复合光阳极进行了表征, 采用电化学和光电化学技术研究了中性条件下FeO(OH)-TiO₂/CoPi 复合光阳极的光电催化分解水性能. 结果表明, TiO₂纳米晶为梭形的锐钛矿, 其表面修饰的FeO(OH)为针铁矿型, 且当前驱体溶液中Fe³⁺与TiO₂的质量比为0.05%时得到的FeO(OH)-TiO₂具有最佳的光吸收效果. 形成FeO(OH)-TiO₂/CoPi复合光阳极后, 在光照条件下CoPi 电催化分解水制备氧气的过电位显著降低. TiO₂表面FeO(OH)的引入增加了光阳极对可见光的吸收能力, 同时光阳极表面沉积的CoPi有效地利用了FeO(OH)-TiO₂产生的光生空穴, 将水氧化形成氧气, 从而在光照条件下显著提高了CoPi催化氧化水的效率.     

Fe2O3/CNT催化湿法H2O2氧化苯酚

通过化学沉积法和热处理得到多壁碳纳米管负载Fe2O3催化剂 Fe2O3/CNT, Fe2O3的负载质量分数约为15.1%,XRD表征显示,负载的Fe2O3存在α和γ这2种晶型。考察了Fe2O3/CNT催化湿式H2O2氧化去除废水中苯酚催化性能,通过苯酚的去除率及反应过程中催化剂活性组分的溶出总量,研究了催化剂制备过程中添加聚乙烯醇对催化剂性能的影响。在苯酚和H2O2初始浓度分别为350和1 500 mg/L、催化剂投加量为1.0 g/L、温度80 ℃条件下,经过240 min的反应,苯酚去除率达100％,COD去除率为86.1％。     

马家塔煤及其显微组分的加氢液化特征

用Fe2O3作催化剂,硫黄为助催化剂,脱晶蒽油为循环溶剂,在反应温度为450度,初始氢压为10MPa,反应时间为60min的实验条件下,在微型高压釜内对马家塔原料煤及其显微组分的加氢液化特征进行了系统研究,镜质组的液化反应性高于惰质组,在原料煤,镜质组和惰质组这三种实验原料中,原料煤的液化反应性是最高的,对总转化率和油收率而言,原料煤＞镜质组＞惰质组,对沥青烯产率而言,原料煤＞惰质组＞镜质组,水产率则是镜质组＞原料煤＞惰质组,气产率为惰质组＞镜质组＞原料煤,原料煤,镜质组和惰质组在加氢液化过程中所产生的气体在组成上也是有所差异的,各显微组分在加氢液化过程中可能存在着协同作用。     

纳米α-Fe~2O~3的XANES研究

选择纳米α-Fe~2O~3体系,运用X射线近边吸收谱(XANES)技术对纳米材料进行分析。结果表明,三种尺寸的纳米α-Fe~2O~3样品(颗粒尺寸分别是3nm,10nm和55nm)与粗颗粒商品的氧K边XANES谱的不同之处在于,纳米样品出现了一个新的吸收B峰。研究揭示,该峰可能是纳米α-Fe~2O~3中晶界部分氧的2p-4sp杂化所产生的一个新电子跃迁末态造成的。进一步的研究表明,随着纳米α-Fe~2O~3的粒子尺寸减小,氧的2p轨道和铁的3d轨道杂化增加,主要体现在2p-e~g杂化程度加剧,使得纳米颗粒中铁周围的氧配位八面体畸变程度加强。最后,通过对3nm样品在研磨和不研磨两种制样方式获得的氧K边XANES谱分析,证实纳米粒子体系中存在特殊的协同作用力。     

ZrO_2、TiO_2担载氧化铁催化剂上二氧化碳加氢制低碳烃(英文)

采用创新方法制备的ZrO2、TiO2担载氧化铁催化剂在二氧化碳加氢制低碳烃反应中显示出良好的催化活性和产物选择性,由15wt?/ZrO2给出的最佳结果为：CO2转化率为20%,除甲烷以外的低碳烃的选择性接近70%。还考察了金属Fe担载量及催化剂的预还原温度对催化活性的影响,发现催化活性随金属Fe担载量的增加而呈现“双峰”现象,这种现象可能与活性物种(零价铁及配位不饱和的三价或二价铁)在催化剂表面的几何排布有关,而两种催化剂的最佳还原温度分别为723 K(5wt?/ZrO2)和773 K(5wt?/TiO2)。