AgI(α-Fe_2O_3)复合离子导体相转变温度相互影响的研究

通过测量AgI(α-Fe_2O_3)复合离子导体的直流和交流电导率,发现α-Fe_2O_3的Morin转变温度随着AgI含量的增加而降低,电导率测量的结果与磁化率测量和Mossbauer谱测量结果定性的符合。α-Fe_2O_3也使AgI的α→β相转变温度显著下降。结果表明复合离子导体二相材料各自存在的相转变温度彼此产生影响。     

α-Fe_2O_3单离子磁晶各向异性的计算及Morin转变的解释

本文根据晶场理论计算了α-Fe_2O_3的单离子磁晶各向异性。采用点电荷模型,计及近邻及次近邻对晶场的贡献,并考虑到近邻O~(2-)离子对次近邻Fe~(3+)离子的电屏蔽效应,在六级微扰近似下,得到单离子各向异性场H_(si)=102.3×10~2Oe。这一结果结合Artman等人对磁偶极各向异性的计算,导出了α-Fe_2O_3的Morin转变温度T_M=261K,与实验很好地符合。对于低浓度掺杂的α-(Fe_(1-n)Al_n)_2O_3采用线性近似原理,得出了Morin转变温度随n的变化关系。这一结果不但解释了现有的实验事实,而且预示了Morin转变温度随n变化的规律。     

α/γ-Fe_2O_3和H_2S对Hg~0脱除机理的实验研究

在不同的反应温度下,选用α-Fe_2O_3或γ-Fe_2O_3为吸附剂,使用VM3000在线测汞仪测定出口Hg~0浓度,研究了气化过程中烟气成分H_2S气体存在下,α-Fe_2O_3或γ-Fe_2O_3和Hg~0的反应机理。实验结果表明,α-Fe_2O_3或γ-Fe_2O_3对汞转化有关键作用;H_2S和α-Fe_2O_3或γ-Fe_2O_3对Hg~0的脱除,非均相反应占主导作用,反应机理为Eley-Rideal机理,即气体H_2S先吸附至氧化铁表面生成中间物质S_(ad),然后再与气态Hg~0发生反应。     

γ-Fe_2O_3中的氢含量

利用热中子透射法测定γ-Fe_2O_3的氢含量。利用差热分析、磁分析以及穆斯堡尔效应研究γ-Fe_2O_3的相变,实验结果表明在γ-Fe_2O_3结构中确实含有一定量的氢,当γ-Fe_2O_3结构中的阳离子空位被H~(1 ),Co~(2 ),Si~(4 ),P~(5 )等离子占据时,将有利于γ-Fe_2O_3晶体结构的稳定,从而使γ-Fe_2O_3转变为α-Fe_2O_3的相变温度有所提高。     

包钴铁氧体型γ-Fe_2O_3磁粉穆斯堡尔效应的研究

包钴铁氧体型,γ-Fe_2O_3磁粉(简记为CoFe-γ-Fe_2O_3)是针状γ-Fe_2O_3磁粉与Co~( )和Fe~( )溶液起反应,在每个针状颗粒上包覆了一层钴铁氧体固溶体。经此种方法处理后的γ-Fe_2O_3磁粉的矫顽力及其它磁特性有较大的提高。如矫顽力由原来415Oe增加到715Oe;剩磁和矫顽力随时间及温度变化小等。我们利用穆斯堡尔效应并配合其它研究手段进行了研究,认为:CoFe-γ-Fe_2O_3磁粉矫顽力的提高,主要是由于γ-Fe_2O_3磁粉表面包覆了一层钴铁氧体固溶体,γ-Fe_2O_3与钴铁氧体固溶体之间发生磁耦合作用之故。     

微晶的磁性

在穆斯堡尔谱学的实验结果基础上讨论了微晶的磁性。微晶的尺寸小于10um时,穆斯堡尔谱将受到磁化方向起伏,即超顺磁弛豫与集体磁激发的影响。这些效应可用来确定颗粒体积与磁各向异性常数二者之积。测量铁磁、亚铁磁颗粒穆斯堡尔谱随外磁场的变化可以确定颗粒的体积。当铁、钴、镍以及Fe_3O_4颗粒表面化学吸附不同的分子时,微晶的磁晶各向异性常数将随之改变。细颗粒的穆斯堡尔谱亦给出了表面层原子磁性的信息。α-Fe颗粒表面层原子的超精细场大于块状样品的值。FeCo合金颗粒的表面是富铁层。α-Fe_2O_3的Morin转变温度与Fe_3O_4的Verwey温度均发现随颗粒尺寸减小而降低。α-FeOOH微晶密堆积体的研究表明,这些微晶间的磁耦合显著地影响穆斯堡尔谱。     

微晶的磁性

在穆斯堡尔谱学的实验结果基础上讨论了微晶的磁性。微晶的尺寸小于10um时,穆斯堡尔谱将受到磁化方向起伏,即超顺磁弛豫与集体磁激发的影响。这些效应可用来确定颗粒体积与磁各向异性常数二者之积。测量铁磁、亚铁磁颗粒穆斯堡尔谱随外磁场的变化可以确定颗粒的体积。当铁、钴、镍以及Fe_3O_4颗粒表面化学吸附不同的分子时,微晶的磁晶各向异性常数将随之改变。细颗粒的穆斯堡尔谱亦给出了表面层原子磁性的信息。α-Fe颗粒表面层原子的超精细场大于块状样品的值。FeCo合金颗粒的表面是富铁层。α-Fe_2O_3的Morin转变温度与Fe_3O_4的Verwey温度均发现随颗粒尺寸减小而降低。α-FeOOH微晶密堆积体的研究表明,这些微晶间的磁耦合显著地影响穆斯堡尔谱。     

包钴型γ-Fe_2O_3磁粉矫顽力的研究

包钴型γ-Fe_2O_3磁粉分为包钴γ-Fe_2O_3(简记为Co-γ-Fe_2O_3)和包钴包亚铁γ-Fe_2O_3(简记为 CoFe-γ-Fe_2O_3)两种,它们的矫顽力可比γ-Fe_2O_3磁粉的提高100至400Oe左右,本工作对这两种磁粉矫顽力增大的原因作了探讨,认为它们矫顽力增大的机制不同:CO-γ-Fe_2O_3矫顽力增大是由于表面包覆一层Co(OH)_2使表面各向异性增大,而CoFe-γ-Fe_2O_3则是由于表面包覆的是钴铁氧体,γ-Fe_2O_3与钴铁氧体之间发生耦合作用,使矫顽力增大。     

光解水α-Fe_2O_3电极表面的研究

本文利用Ar~ 轰击正分的α-Fe_2O_3表面,证明了轰击后的表面呈类FeO性质,存在Fe~( )。提出了由于表面Fe~( )的3d电子的催化作用,Fe~( )能把吸附在它上面的H_2O先分解成OH-和H~ ,因而有助于提高光解水的效率的看法。用UPS和XPS等技术证实了类FeO表面吸附水后存在OH~-,确认Fe~( )是分解水的活性中心。因此,要提高。α-Fe_2O_3分解水效率,不仅要考虑它的能带结构和导电率,还必须设法让α-Fe_2O_3表面产生活性中心Fe~( )。     

包钴型r-Fe_2O_3磁粉各向异性研究

包钴型γ-Fe_2O_3磁粉的矫顽力可比原γ-Fe_2O_3磁粉提高8000—32000A/m。木文研究探讨了两种包钴型γ-Fe_2O_3磁粉(包钴γ-Fe_2O_3和包钴包亚铁γ-Fe_2O_3)的单轴各向异性的起源和矫顽力增大的机制。包钴γ-Fe_2O_3磁粉矫顽力增大是由于钴离子在γ-Fe_2O_3表面从尤取向产生表面单轴各向异性。包钴包亚铁γ-Fe_2O_3磁粉(Co~(2+)/γ-Fe_2O_3=2—16wt％)的矩形比S.R.为0.5左右,包钴包亚铁后增强的单轴各向异性和多轴磁晶各向异性使矫顽力增大。增强的单轴各向异性的起源:(1)钴离子在γ-Fe_2O_3表面从尤取向产生表面单轴各向异性;(2)表面层钴铁氧体微晶易磁化轴从尤排列显示单轴各向异性。     

球形α-Fe_2O_3超微粒的红外光学特性和表面模吸收

用改进的水解法制备了大小均匀、形状规则的球状α-Fe_2O_3超微粒;分别测量了两种不同粒度超微粒的红外透射谱;观测到了球状α-Fe_2O_3超微粒的全部表面模;讨论了微粒的聚集对吸收的影响;并用柱状微晶来近似链状聚集解释了光谱中的两个展宽吸收带;介绍了将多原子立方结构超微粒的表面模理论推广应用到单轴晶体结构的α-Fe_2O_3超微粒的情况。对表面模吸收频率进行了计算,理论数据同实验结果符合较好,并证实了推广的修正LST关系的存在。     

Mn掺杂对磁性γ-Fe_2O_3低温SCR脱硝活性的影响

采用共沉淀法制备一系列Fe_(1-x)Mn_xO_z(x为Mn物质的量比,x=0、0.1、0.3、0.5)磁性催化剂,考察Mn掺杂对γ-Fe_2O_3催化剂低温SCR脱硝活性的影响规律。结果表明,Mn掺杂能显著提高γ-Fe_2O_3的低温SCR脱硝活性,并拓宽其活性温度窗口;Fe_(0.7)Mn_(0.3)O_z催化剂的低温SCR脱硝活性最高,在125~200℃其NO_x转化率约为100%。N_2吸附及XRD分析结果表明,Mn的掺杂能优化γ-Fe_2O_3催化剂的孔隙结构及孔径分布,增大其比表面积和比孔容,并与催化剂中铁氧化物相互作用形成良好固溶体,从而提高γ-Fe_2O_3催化剂的低温SCR活性。     

包钴对α-Fe2O3粉末Morin相变的影响

用穆斯堡尔谱,磁性测量,中子衍射和X射线光电子能谱(XPS)等方法对纯的和包钴α-Fe₂O₃粉末Morin相变的影响以及有关性质进行了研究,发现包钴会使α-Fe₂O₃的Morin温度降低,相变温度的区域扩大,矫顽力明显增大,3d能带变化,假设包钴可使α-Fe₂O₃的单离子各向异性常数K_FS下降来解释上述实验结果。 关键词：     

Highly reliable and selective ethanol sensor based on α-Fe_2O_3 nanorhombs working in realistic environments

A highly reliable and selective ethanol gas sensor working in realistic environments based on alpha-Fe_2O_3(α-Fe_2O_3)nanorhombs is developed. The sensor is fabricated by integrating α-Fe_2O_3 nanorhombs onto a low power microheater based on micro-electro-mechanical systems(MEMS) technology. The α-Fe_2O_3 nanorhombs, prepared via a solvothermal method, is characterized by transmission electron microscopy(TEM), Raman spectroscopy, x-ray diffraction(XRD), and x-ray photoelectron spectroscopy(XPS). The sensing performances of the α-Fe_2O_3 sensor to various toxic gases are investigated. The optimum sensing temperature is found to be about 280℃. The sensor shows excellent selectivity to ethanol.For various ethanol concentrations(1 ppm–20 ppm), the response and recovery times are around 3 s and 15 s at the working temperature of 280℃, respectively. Specifically, the α-Fe_2O_3 sensor exhibits a response shift less than 6% to ethanol at280℃ when the relative humidity(RH) increases from 30% to 70%. The good tolerance to humidity variation makes the sensor suitable for reliable applications in Internet of Things(IoT) in realistic environments. In addition, the sensor shows great long-term repeatability and stability towards ethanol. A possible gas sensing mechanism is proposed.     

超细Fe_3O_4的氧化过程

根据穆斯堡尔谱分析,Fe_3O_4转变为γ-Fe_2O_3是γ-Fe_2O_3成核生长过程。根据氧化过程磁矩的变化确定Fe_3O_4浓度随时间的变化,-dc/dt=mc~3仅在氧化初始阶段适合。     

包钴型γ—Fe_2O_3磁粉矫顽力增大原因的探讨

针状γ-Fe_2O_3磁粉与Co~(++)和Fe~(++)溶液或Co(OH)_2起反应,在每颗颗粒上包上了一层Co铁氧体。经这样处理后的γ-Fe_2O_3磁粉的矫顽力可由原来的420Oe增大到770Oe左右。研究了这种磁粉的矫顽力H_c随磁粉密度以及温度的变化等,认为这种磁粉矫顽力增大的原因是由于增加了磁粉的表面各向异性所致     

γ-Fe_2O_3/NiO核-壳纳米花的合成、微结构与磁性

利用溶剂热/热分解的方法合成出微结构可控的γ-Fe_2O_3/NiO核-壳结构纳米花.分析表明NiO壳层是由单晶结构的纳米片构成,这些纳米片不规则地镶嵌在γ-Fe_2O_3核心的表面.Fe3O4/Ni(OH)_2前驱体的煅烧时间对γ-Fe_2O_3/NiO核-壳体系的晶粒生长、NiO相含量和壳层致密度均有很大的影响.振动样品磁强计和超导量子干涉仪的测试分析表明,尺寸效应、NiO相含量和铁磁-反铁磁界面耦合效应是决定γ-Fe_2O_3/NiO核-壳纳米花磁性能的重要因素.随着NiO相含量的增加,磁化强度减小,矫顽力增大.在5 K下,γ-Fe_2O_3/NiO核-壳纳米花表现出一定的交换偏置效应(H_E=46 Oe),这来自于(亚)铁磁性γ-Fe_2O_3和反铁磁性NiO之间的耦合相互作用.与此同时,这种交换耦合效应也进一步提高了样品的矫顽力(H_C=288 Oe).     

铁矿石低温催化脱硝性能研究

分别对不同铁矿石进行煅烧处理制备催化剂,研究其低温SCR脱硝活性。通过对催化剂进行XRD分析和BET测试,确定催化剂主要组成成分及表面结构特性。研究结果表明:赤铁矿的活性成分为α-Fe_2O_3,在240~300℃脱硝效率达90%以上;锰铁矿活性成分主要是Mn_2O_3和Fe_2O_3,在低温条件下表现优秀的脱硝性能,尤其是450℃煅烧制备的催化剂在90~270℃温度区间均保持99%以上的脱硝效率,且抗SO_2中毒性能较强,是一种具有广泛应用前景的低温SCR脱硝催化剂。     

超细磁粉矫顽力的研究

利用透射电子显微镜和X射线衍射研究了溶胶法制备的分散在SiO_2母体内的纯Fe微粉(Fe-SiO_2)和化学共沉法制得的含Coγ-Fe_2O_3微粉的晶形和结构。用振动样品磁强计测量这些微粉的磁性。发现粒度为50—300(?)的Fe-SiO_2微粉,当温度由300K降至80K时,矫顽力变化很少,但1000(?)的含Coγ-Fe_2O_3微粉的矫顽力则上升了10倍以上。利用趋近饱和定律求出这些样品的各向异性常数随温度的变化,并讨论了它们的矫顽力随温度变化的原因。 关键词：     

几种铁氧化合物微观结构及其拉曼光谱研究

实验测定了α-Fe_2O_3,Fe_3O_4,FeO和α-FeOOH等的拉曼光谱,同时,利用密度泛函理论方法对以上四种铁氧化合物的拉曼振动波数和散射活性进行模拟计算,对其特征峰进行归属。结果表明FeO没有拉曼活性,α-Fe_2O_3在606和483cm~(-1)分别是六配位Fe的双桥氧的对称和反对称伸缩振动,413cm~(-1)主要是六配位Fe的双桥氧的对称弯曲振动;Fe_3O_4在610和526cm~(-1)分别是连接四配位与六配位Fe的单桥氧的对称和反对称伸缩振动,464和420cm~(-1)分别是连接四配位与六配位Fe的单桥氧的反对称剪切和对称剪切振动;α-FeOOH在671和614cm~(-1)分别是六配位铁的单桥氧的反对称和对称伸缩振动,504和427cm~(-1)分别是六配位铁的单桥氧的对称与反对称弯曲振动。