α-Fe_2O_3纳米立方体和纳米棒组装空心微球的可控合成及其磁学性能

在0.15mol/LCl-和0.05mol/LSO42-的存在下,通过Fe3 溶液140℃水热反应12h分别得到α-Fe2O3纳米立方体和α-FeOOH纳米棒自组装的微球,将得到的α-FeOOH纳米棒自组装微球经600℃热处理2h后转化为α-Fe2O3纳米棒组装空心微球.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对所得产物进行表征和分析.结果表明,所制备的单分散的α-Fe2O3纳米立方体为六方单晶结构,其边长为500nm.直径为2~4.5μm的空心微球是由直径约150nm的α-Fe2O3纳米棒组装而成.研究了Cl-和SO42-在纳米立方体和空心微球形成过程中的作用,提出了可能的生长机理.在室温下测试了α-Fe2O3纳米立方体和α-Fe2O3纳米棒自组装微球的磁学特性,其矫顽力和剩余磁化强度分别为2858.3Oe(1Oe=79.58A/m)和0.195emu·g-1(1emu·g-1=15.7914×10-9A·m2·kg-1),218.87Oe和0.071emu·g-1.     

纳米α-Fe_2O_3的XANES研究

选择纳米α -Fe2 O3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 -Fe2 O3样品 (颗粒尺寸分别是 3nm ,10nm和 5 5nm)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 -Fe2 O3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 -Fe2 O3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 -eg 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     

水热合成法制备纳米α-Fe_2O_3粉体及光催化性能研究

以氯化铁和三乙烯四胺为原料,采用水热合成法制备了纳米α-Fe2O3。对样品进行了XRD、FT-IR、TEM表征分析,并研究了其光催化性能。研究结果表明,随着Fe Cl3与C6H18N4摩尔比的增大,纳米颗粒先增大后减小,当n(Fe Cl3)∶n(C6H18N4)=1∶1,样品为结晶度较好的50~80 nm的近方形颗粒,且分散性较好。当n(Fe Cl3)∶n(C6H18N4)=2∶1,样品颗粒最小,光催化性能最好。随着水热反应时间延长,样品颗粒尺寸减小,当水热反应0.5 h时,样品为形貌不规则、界面不清晰、有毛绒状物质附着的60~70 nm的圆形颗粒,有团聚,结晶度较差。当水热反应1 h时,样品为粒径65 nm左右的近方形均匀块状颗粒,且分散性较好,结晶度较高。继续延长水热反应时间,样品形貌变化且颗粒减小,光催化性能逐渐增强。     

常温SnO_2-α-Fe_2O_3气敏元件制备

用a-Fe_2O_3研制成的加热式气敏元件功耗大(约1.5W)。常温SnO_2-a-Fe_2O_3气敏元件功耗低(约0.1W),灵敏度高,响应恢复快,稳定,具有一定选择性。 气敏元件制备方法:按62.5％,6.2％和31.3％称取SnO_2,a-Fe_2O_3和硅胶,加水研磨2小时,使其呈浆糊状,点入模具内,放入一对φ0.05mm铂丝电极,晾干,脱模,在860～890℃空气中烧结95分钟。     

α-Fe_2O_3的制备及α-Fe_2O_3@SiO_2复合纳米材料的吸附性能

采用不同分子结构的有机含氮化合物作为包裹剂成功制备了具有弱磁性的α-Fe_2O_3纳米颗粒,其形貌可以实现由饼状到不规则长方体及长方体的转变.构成该α-Fe_2O_3纳米颗粒的前驱体α-FeOOH呈现梭形结构,通过一锅法可以在梭形α-FeOOH外面包裹一层介孔二氧化硅,煅烧后制备的α-Fe_2O_3@SiO_2复合纳米材料对水相中的亚甲基蓝有良好的吸附效果,室温下最高去除率达97.3%.针对制备的材料进行了XRD、SEM及磁学性能表征.     

单分散α-Fe_2O_3纳米结构空心亚微球的制备及表征

采用一种新的溶液生长法结合多步包覆法在自制的不同粒径SiO2单分散亚微球表面包覆不同厚度的β-FeOOH涂层,得到单分散β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球.实验结果表明,SiO2核心颗粒尺寸对表面涂层的形态和包覆均匀性有很大影响.当SiO2核心颗粒的平均粒径为250 nm左右时,β-FeOOH表面涂层均匀,颗粒间团聚较少,一次包覆后涂层厚度约为35 nm.涂层中β-FeOOH纳米棒的尺寸随着所选SiO2核心颗粒粒径的增大而相应增大.经多次包覆能够显著提高涂层的厚度,3次包覆后β-FeOOH表面涂层厚约100 nm.β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球与质量分数5%的NaOH溶液反应后,于600℃焙烧2 h得到了单分散α-Fe2O3空心微球.单分散α-Fe2O3空心亚微球表层是由α-Fe2O3纳米棒搭建而成的三维网络结构,α-Fe2O3纳米棒的尺寸与核壳结构中β-FeOOH纳米棒的尺寸基本一致.     

稀土氧化物对α-Fe_2O_3半导体气敏特性的影响

制备了两个系列元件:系列Ⅰ在α-Fe_2O_3半导体氧化物中分别掺入La_2O_3、CeO_2、Pr_6O_(11)和Nd_2O_3;系列Ⅱ除α-Fe_2O_3+稀土氧化物外还掺入Sn~(4+)。测定了上述元件对于乙醇、甲苯、煤气、汽油等10种气氛在不同加热功率下的响应特性。结果表明,系列Ⅱ的灵敏度比系列Ⅰ普遍提高,两个系列在掺稀土氧化物后选择性比单纯的α-Fe_2O_3或α-Fe_2O_3=Sn~(4+)均有提高。所有掺稀土的元件对于乙醇、甲苯、甲烷等气体的灵敏度随着元件的加热功率的降低而升高,产生化学增感作用。热重分析还证实了掺Sn~(4+)的材料中SO_4~(2-)离子的含量增高,导致气敏性增加。     

十二烷基苯磺酸钠胶束体系中聚苯乙烯α-Fe_2O_3复合纳米粒子的制备

近年来 ,以表面活性剂、胶束、微乳液、溶致液晶为介质 ,制备超微粒子材料已为人们所关注[1,2 ] ,以微乳液为介质进行聚合反应亦已引起重视[3 ,4 ] ,我们曾以微乳液为介质合成了导电高聚物聚苯胺、聚吡咯和聚邻甲苯胺 [5,6] ,其粒径为 3～ 6nm,且分布均匀 .聚苯乙烯胶乳在免疫学上已得到应用 [7] ,苯乙烯胶乳磁性复合材料的应用更为方便 ,它能使被标记的细胞或细胞器很方便地用磁铁分离出来 .在胶束中合成聚苯乙烯 /α- Fe2 O3 复合纳米粒子尚未见报道 .本文以过硫酸铵为引发剂 ,在十二烷基苯磺酸钠 /苯乙烯 /水体系中合成聚苯乙烯 /α- F…     

α-Fe_2O_3,γ-Al_2O_3纳米粒子及其混合体系酸碱性质及对重金属离子的吸附行为

运用自动电位滴定技术分别研究了在纳米α-Fe2O3,γ-Al2O3单一体系及其混合体系中矿物表面的酸碱性质。依据表面配位理论恒电容模式,计算了相应的表面酸碱配位常数。实验和计算结果表明,按照等表面积原则混合α-Fe2O3、γ-Al2O3纳米粒子得到混合体系,其表面化学反应并非是单一体系的简单叠加,而是存在着不同矿物表面间复杂的交互作用。其表面酸碱性质和吸附重金属离子的行为可以用单表面模型拟合,混合体系表面反应平衡模式和相应的酸碱反应平衡常数分别为:≡XOH+H+≡XOH2+lgK1=4.04≡XOH≡XO-+H+lgK2=-9.20根据重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+在α-Fe2O3/γ-Al2O3混合体系表面的吸附行为,计算得出Cu2+、Pb2+、Zn2+在混合体系固体表面的配位反应平衡常数如下:≡XOH+M2+≡XOM++H+lgK=-2.50、-2.25、-3.75(M=Cu、Pb、Zn)     

准立方体纳米α-Fe_2O_3的制备及光催化活性研究

本文利用无表面活性剂条件,以氨水和醋酸锌为形貌调控剂,通过水热法合成了准纳米立方块结构的α-Fe2O3。并利用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜对产物的形貌进行了的表征,对其形成机理进行了初步的解释。同时对其光催化降解活性进行了研究。     

NdFeO3纳米晶的合成及气敏性能

以Nd2O3,Fe(NO3)3·9H2O,硝酸(1∶1)为原料,在柠檬酸体系中用溶胶凝胶法合成了具有钙钛矿结构的稀土复合氧化物NdFeO3;用XRD和TEM对产物的组成、颗粒大小、形貌进行了表征;结果表明:产物为纳米颗粒,平均粒径为28nm左右,且颗粒均匀。还采用静态配气法测试了材料的气敏性能,发现NdFeO3对H2S有很高的灵敏度,且抗干扰能力强,有较好的工业应用前景。     

Cr_2O_3-Fe_2O_3复合氧化物纳米晶的制备、表征及气敏性研究

采用化学共沉淀法合成了一系列不同Fe/Cr含量的刚玉型结构复合氧化物Fe2 -xCrxO3 (x =0 ,0 .4,0 .8,1 .2 ,1 .6 ,2 .0 ) ,通过比表面测定、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射分析 (XRD)、红外 (IR)及M ssbauer谱等手段对其进行了表征 .结果表明 ,在本文所研究的Fe/Cr含量范围内 ,均生成了Fe Cr复合氧化物纳米晶 ,XRD谱显示为单一物相 ,且几种表征手段所得到的结果存在很好的相关性 .此外 ,还将各种氧化物制成气敏元件 ,初步研究了它们的气敏特性     

离子液体辅助合成AuPd纳米海绵及催化性能

在功能化离子液体氯化1-羟乙基-3-甲基咪唑([HEmim]Cl)辅助下,在室温水溶液中一步快速合成了具有多孔海绵状结构的AuPd纳米材料.通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱(EDX)和X射线衍射分析(XRD)等对该材料进行了表征.结果表明,AuPd纳米海绵为合金结构,由表面粗糙的纳米颗粒聚集熔接而成.采用不同摩尔比(3∶1,1∶1或1∶3)的前驱物HAuCl₄和Na₂PdCl₄均可制备出海绵状AuPd合金结构.离子液体对AuPd纳米海绵状结构的形成起关键作用.在对硝基苯酚还原反应中,不同组成的AuPd纳米海绵均表现出比商用Pd/C催化剂更优异的性能.其中,Au₁Pd₃纳米海绵具有最高的催化活性,反应在98 s内即可完成,反应速率常数为0. 0143 s^-1,是商用Pd/C的2. 3倍.该方法也可用于制备其它双金属(如PdCu,PtCu等)和多金属纳米海绵.     

α-Fe_2O_3掺杂对In_2O_3电导和气敏性能的影响

用化学共沉淀法制备了α－Ｆｅ２Ｏ３掺杂的Ｉｎ２Ｏ３纳米晶微粉,研究了α－Ｆｅ２Ｏ３掺杂对Ｉｎ２Ｏ３电导和气敏性能的影响．结果表明,α－Ｆｅ２Ｏ３和 Ｉｎ２Ｏ３间可形成有限固溶体Ｉｎ２－ｘＦｅｘＯ３（０≤ｘ≤０．４０）;Ｆｅ３＋对 Ｉｎ２Ｏ３晶格中Ｉｎ３＋格位的部分取代,大大增强了阴阳离子间的结合力,导致材料中氧空位Ｖｏｘ数骤降、自由电子的浓度变稀和电导下降．ｎ（Ｆｅ３＋）：ｎ（Ｉｎ３＋）＝５：５的共沉淀粉于 ８００℃下灼烧 ４ ｈ所得的 α－Ｆｅ２Ｏ３掺杂Ｉｎ２Ｏ３传感器元件,对 ４５μｍｏｌ·Ｌ－１Ｃ２Ｈ５ＯＨ的灵敏度达５４．０,为相同浓度干扰气体汽油的８倍多．     

杨桃状ZnO纳米片微球的制备及气敏性能的研究

以六水合硝酸锌和尿素为原料,水为反应介质,油酸作为表面活性剂,经水热过程合成了由纳米片组装的碱式碳酸锌微球前驱体,经煅烧后得到形貌一致的氧化锌(ZnO)纳米片组装的杨桃状微球。采用X射线衍射仪(XRD)和环境扫描电镜(SEM)对样品进行表征,结果表明产物为六方纤维矿结构的ZnO,微球尺寸比较均一,直径约为20μm,组装单元扇形ZnO纳米片均匀排列,单元之间存在均匀空隙,BET测试显示纳米片呈现多级介孔结孔结构,比表面积为18.9m2·g-1,室温下的光致发光性能表明其结构表面存在大量氧空位,对产物ZnO气敏元件进行了乙醇和丙酮气体敏感性测试。     

纳米晶HoFeO3的合成及其气敏性能研究

To develop gas sensing materials with high performance,high sensitivity,excellent selectivity and quick response & recovery behavior,nanocrystalline material of rare-earth composite oxide HoFeO3 with the structure of perovskite type was synthesized by sol-gel method in the system of citric acid with the Ho2O3,Fe（NO3）3·9H2O,nitric acid（1: 1 vloume fraction）as the starting materials. The structure and crystal state of the powder were determined on an X-ray diffractometer（Germany Bluker D8-Advance）with a Cu K" radiation（wavelength λ = 0. 15406 nm）operating at 20 mA and 40 kV. The shape and size were analyzed with the help of JEM-100SX Transimission electron microscopy. The results show this perovskite-type oxide is spherical with the mean grain size of 25 nm and the dispersity of it is good. The influence of temperature on the sensitivity of sensors,gas sensors's selectivity and the response and recovery characteristics are tested at the optimum working temperature 310℃. The study of sensor's gas sensing characteristic shows that the sensitivities of HoFeO3 to 0. 5! C2H5OH is 103,which is 5 times of other tested gases,such as H2S、H2、SO2、gasoline and acetone. So the sensors based on HoFeO3 show good sensitivity and selectivity to C2H5OH. The response and reversion characteristic of sensor to 0. 5! ethanol at 310℃ is good too. The response time and recovery time are 12 and 7s,respectively.     

离子液体辅助水热法合成六方片状γ-Al_2O_3

采用离子液体辅助水热法,以氯化铝为铝源,正丁胺为沉淀剂,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)为模板,合成了具有特殊晶面取向的六方片状γ-Al_2O_3介孔材料,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及N2等温吸-脱附等方法对产物进行了表征.结果表明,离子液体的加入改变了前驱体的晶相组成,通过调节[Bmim]BF4的用量能够促使前驱体从γ-Al OOH向三水铝石与督三水铝石混合晶相进行相转变,经过高温焙烧形成相应的氧化铝产物,最终实现氧化铝从菱形纳米片向六方纳米片的结构转变.当[Bmim]BF4与铝源的摩尔比为0. 15时,160℃下反应24 h能够获得形貌均匀且规整的六方片状γ-Al_2O_3,其平均粒径约为600 nm,厚度为200 nm,上下基底面为{111}晶面族,侧面由{110}晶面族组成.相比于无模板作用下得到的菱形纳米片,六方片状γ-Al_2O_3具有更大的比表面积(203 m2/g)和孔径更为均一(4. 2 nm)的介孔孔道.本文还对离子液体控制合成介孔氧化铝的模板机理进行了研究.     

溶胶-凝胶法制备α-Fe_2O_3纳米晶

研究了在硝酸铁 -乙二醇甲醚体系中用溶胶 -凝胶法制备氧化铁纳米晶 .利用 TEM、XRD和 TG- DTA手段对产物进行了表征。结果表明 ,体系中加入十二烷基磺酸钠有助于纯相α- Fe2 O3纳米晶的生成 ,而加入钛酸四丁酯则显著缩短凝胶时间 ,所得粉体的原始晶粒尺寸为 30 nm左右 .若加入硅酸乙酯替代钛酸四丁酯 ,则最终产物为 γ氧化铁和 α氧化铁的混晶相 ( γ- Fe2 O3为主晶相 ) ,晶粒尺寸约 10 nm .     

Pd掺杂的纳米晶α-Fe_2O_3基CO敏感元件

采用共沉淀法制备了掺杂 Pd和其它元素的纳米晶α-Fe2 O3 粉体 ,并制作了厚膜型 CO敏感元件 .用XRD、TEM和比表面积测定技术对合成的粉体进行了表征 ,考察了掺杂元素的种类和含量及焙烧温度对敏感元件的灵敏度的影响 .结果表明 ,掺杂 5% Sn4 和 1 % Pd2 ,在 4 50℃焙烧的α-Fe2 O3 对 CO的气敏性最佳 .     

α-Fe_2O_3形貌对Au/α-Fe_2O_3催化一氧化碳氧化反应性能的影响（英文）

负载型纳米金催化剂由于其独特的化学性质在一系列氧化反应中受到广泛关注.其中,一氧化碳氧化不仅在实际应用领域(如汽车尾气处理)发挥重要作用,而且作为一种理想的模型反应用以深入研究和理解催化剂的构效关系.为了获得高效的纳米金催化剂,我们需要把金负载到载体上,载体不仅为金的分散提供必要的表面,而且还会和金产生相互作用,这种金属-载体相互作用对金的氧化态,金颗粒大小及其热稳定性均有重要影响.金属氧化物是负载金最常用的载体.为了提高纳米金催化剂的性能,需要调变金属氧化物的性质.常用的策略是调控金属氧化物的组成、晶相以及晶粒大小.此外,对金属氧化物的形貌进行精细调控也是一种重要的方法,因为具有不同形貌的氧化物可能会暴露出不同的晶面,而且可能具有不同的缺陷位点.α-Fe_2 O_3是一种热稳定性强而且对环境友好的载体,可是有关其形貌对负载金催化剂在一氧化碳氧化反应中性能影响的研究尚不充分.因此,本文采用水热法合成了具有纳米球和纳米棒两种形貌的氧化铁,并采用沉积-沉淀的方法将金纳米颗粒负载于其表面.高分辨透射电镜照片显示,和氧化铁纳米球(α-Fe_2 O_3(S))相比,氧化铁纳米棒(α-Fe_2 O_3(R))的表面更为粗糙,具有更多的缺陷位点.Au和α-Fe_2 O_3(R)之间有更强的金属载体相互作用,导致纳米棒氧化铁上的金纳米颗粒更小而且多呈半球形.相比之下,纳米球氧化铁上的金纳米颗粒较大,多呈球形,且分布不均匀.反应结果表明, Au/α-Fe_2 O_3(R)具有更高的一氧化碳氧化活性.对反应后的催化剂进行表征发现, Au/α-Fe_2 O_3(R)上金颗粒烧结程度较低,平均粒径从1.5增至2.4 nm,而Au/α-Fe_2 O_3(S)上金颗粒烧结较为严重,平均粒径从2.0 nm增加到4.0 nm.氢气程序升温还原结果表明, Au/α-Fe_2 O_3(R)具有更强的还原性,这也促进了其催化活性的提高.