纳米四氧化三铁(Fe3O4)的制备和形貌

纳米Fe₃O₄因其特殊的理化性质和在生物医学领域潜在的应用价值而得到广泛研究。本文综述了纳米Fe3O4的制备方法，包括直流电弧等离子体法、热分解方法、沉淀法、水热法、电化学法、微乳液法、溶胶-凝胶法、有机物模板法、回流法等，结合作者在Fe3O4纳米粒子制备方面的最新工作，介绍了Fe3O4纳米粒子的新颖形貌。对纳米级Fe3O4制备研究的发展趋势进行了展望。     

四氧化三铁纳米材料的制备与应用

近年来磁性Fe_3O_4纳米材料因其独特的物理化学性质如量子尺寸效应、表面界面效应、电学特性以及磁学特性等,而引起了广泛的研究,并在诸多领域(如环境、能源)具有潜在应用前景。本文总结了近年来国内外制备Fe_3O_4的一些方法,主要包括:沉淀法、热分解法、水热法、微乳液法以及溶胶-凝胶法,同时对各种制备方法的优缺点进行了比较。在应用方面,着眼于Fe_3O_4良好的磁响应性,综述了Fe_3O_4纳米材料及其复合物作为吸附剂用于去除废水中的金属离子以及有机污染物;系统总结了Fe_3O_4在催化中的应用,包括其本身作为催化剂和作为催化剂活性组分(如贵金属纳米粒子、金属氧化物半导体纳米光催化剂、金属有机化合物等)的载体两个方面。另外,本文还介绍了Fe_3O_4纳米材料在能源存储(锂离子电池和超级电容器)以及生物医药(肿瘤诊疗、固定化酶和免疫分析)等方面的应用。最后,针对目前Fe_3O_4纳米材料在制备中存在的一些问题进行探讨并对今后的研究方向进行了展望。     

Fe2O3-PMMA复合纳米材料的制备及磁性和溶解性

溶胶-凝胶法;磁化率;Fe2O3纳米粒子;Fe2O3-PMMA复合纳米材料的制备及磁性和溶解性     

Chitosan/Fe3O4/SiO2复合纳米粒子的制备及催化特性研究

功能型复合纳米材料的设计与合成具有重要的意义.基于反相微乳液法,合成了Chitosan/Fe3O4/SiO2复合纳米粒子,并应用TEM、磁滞回线、SEM能谱、XRD和zeta电位等方法表征了复合纳米粒子.此外,还研究了复合纳米粒子的电化学发光催化特性,研究结果显示:包埋于SiO2壳层中的Fe3O4可基于复合于其中的Chitosan凝胶所提供的纳米通道,而展现出一定的催化过氧化氢氧化鲁米诺的特性.     

磁性Fe3O4纳米粒子的功能化修饰研究进展

Fe₃O₄纳米粒子因其独特的磁学性能和良好的生物相容性,在生物医药、催化剂、环境治理等领域具有良好的应用前景。然而,磁性Fe₃O₄纳米粒子易团聚、在潮湿的空气中易氧化,制约了Fe₃O₄纳米粒子的深度应用。本文结合课题组在磁性Fe₃O₄纳米粒子应用方面的研究成果,综述了磁性Fe₃O₄纳米粒子的功能化修饰,并讨论了磁性Fe₃O₄复合纳米材料发展面临的机遇和挑战。      

纳米NCS在电化学能量转换和储存中的制备和应用

镍-钴双金属硫化物(NiCo_2S_4)具有典型的AB_2O_4尖晶石结构,NiCo_2S_4的电导率比NiCo_2O_4电导率高两个数量级,在室温下的电导率高达1.25×10~6S·m~(-1)。此外,NiCo_2S_4可提供比相应的单组分硫化物更有效的氧化还原反应,由于其独特的纳米结构和电化学性能,具有很大的应用潜力。本文系统地综述了不同结构纳米NiCo_2S_4的制备及其在电化学能量转换和储存中的应用,介绍了NiCo_2S_4纳米材料的形貌特征、物化特性以及合成方法。预处理条件、制备方法和生长基体都会对NiCo_2S_4纳米结构的形貌和性能产生影响,不同纳米结构(如纳米针、纳米线、纳米棒、纳米管、纳米盒、纳米片、纳米板和层次结构)的NiCo_2S_4可通过多种方法制得(如水热法和溶剂热法、低温合成法、阴离子交换法、蒸气转换法、电沉积方法、共沉淀法和自组装等),其中最常用的是水热和溶剂热法,因为它们成本低、易于处理且适合大规模制造。同时,总结了NiCo_2S_4纳米材料在电催化、超级电容器和锂离子电池领域中的应用现状;分析和比较其不同纳米结构的制备工艺、方法和应用,希望能促进NiCo_2S_4纳米材料在电化学能量转换和储存领域的发展;最后提出NiCo_2S_4纳米材料的发展及应用方向。     

石墨炔纳米材料的制备及在电化学能源中的应用

石墨炔纳米材料的制备与应用是石墨炔材料研究的重要方向, 通过对其纳米结构进行设计与优化, 可以提高石墨炔材料及其杂化结构的性能, 拓展其在能源储存与转换领域的应用. 本综述介绍了不同形貌和结构的石墨炔基纳米材料, 如纳米墙、 纳米片、 纳米薄膜等结构. 阐述了不同结构特征的石墨炔基纳米材料在电化学储能器件以及电化学能源催化中的应用, 同时也探讨了石墨炔不同纳米形貌和结构在能源应用领域快速发展的机遇及所面临的挑战.     

电化学技术制备纳米材料研究的新进展

利用电化学方法制备与组装纳米材料是近年来发展起来的一项新技术.本文对电化学方法在纳米材料制备中的应用及其研究进展做了较为全面的概述,着重介绍了模板电化学法合成纳米材料、稳定剂保护下电化学还原法制备金属溶胶、电化学台阶边缘修饰法制备一维纳米材料以及脉冲超声电化学法制备纳米粒子,并对其应用前景做了展望.     

尿素水解法制备球形磁性Al2O3复合材料

利用酸化法在磁性Fe3O4纳米粒子表面包覆SiO2膜,制备了Fe3O4/SiO2复合粒子。然后将该复合粒子超声分散在尿素和铝盐的混合溶液中,利用油中成型法制备出球形纳米磁性Al2O3复合材料,通过水热焙烧等工序处理得γ-Al2O3。实验中采用XRD、TEM、BET、AGM等方法对复合粒子的性能进行了表征,探讨了制备过程对产物晶型的影响、产物的孔结构变化和磁学性能。另外添加的SiO2膜阻止了磁性Fe3O4纳米粒子的进一步团聚,使得Fe3O4纳米粒子保持较小尺寸并均匀分散在产物中,复合材料表现出超顺磁性;同时SiO2膜防止了磁核部分与Al2O3包覆层在高温焙烧时发生反应;还起到加强粘结的作用,使得Al2O3在使用过程中不容易脱落。     

Fe3O4纳米材料的低温溶剂控制合成及其磁性质

报道了一种低温（60℃～100℃）溶剂控制合成立方相Fe3O4及正交相FeOOH等纳米材料的简易方法,即采用氯化亚铁为铁源,六亚甲基四胺为弱碱源,借助回流装置,通过改变反应温度、溶剂（分别以水、水与乙醇、水与乙二醇为溶剂）、时间等实验条件,合成出正交相的FeOOH、正交相FeOOH与立方相Fe3O4的混合物以及立方相Fe3O4磁性纳米粒子.利用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、物性磁测量系统以及穆斯堡尔光谱仪对产物进行了表征和分析.结果显示,所制备的混合相磁性纳米粒子为片状和棒状,而立方相的的Fe3O4磁性纳米粒子呈颗粒状.磁测量表明立方相的Fe3O4比混合相磁性纳米粒子有更大的磁饱和强度,对立方相的Fe3O4纳米粒子进行穆斯堡尔谱分析可以明确判断所合成的样品是Fe3O4,而不是γ-Fe2O3.此外,通过对实验过程、现象及表征结果等的分析;对不同条件下Fe3O4磁性纳米粒子的形成机理做了初步探讨.     

配体交换法制备水中高分散稳定性的多羧基修饰Fe3O4纳米颗粒

采用油相高温分解法制备了粒径可控且单分散的油溶性Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs-OA), 并通过配体交换对其表面进行了亲水性修饰, 制备了柠檬酸(CA)、 N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠(SiCOOH)、 丁烷四羧酸(BTCA)和乙二胺四乙酸 (EDTA)四钠4种多羧基配体修饰的水溶性Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs-CA, MNPs-SiCOOH, MNPs-BTCA 和MNPs-EDTA), 其中首次选用四羧基配体BTCA和EDTA四钠来修饰Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs). 对油溶性MNPs和4种水溶性MNPs的形貌、 结构、 化学组成和磁性能进行了表征, 并对4种多羧基配体修饰的水溶性MNPs在水相中的稳定性和分散性进行了表征. 结果表明, 所得MNPs的平均粒径为15 nm, 具有超顺磁性, 配体交换后的水溶性MNPs具有良好的亲水性, 并在弱酸～碱性很宽的pH范围内具备良好的分散稳定性. 此类多羧基修饰的水溶性MNPs可与适当的阳离子聚电解质进行组装, 从而得到在磁靶向载体和磁共振造影(MRI)显影中具有良好应用前景的磁性自组装微囊.     

聚丙烯酰胺修饰Fe_3O_4磁性纳米粒子的制备与表征

首先通过化学处理在Fe3O4磁性纳米粒子表面引入Si—H键,然后通过选择性的硅氢加成反应制备了一个端基带溴的磁性引发剂,并利用原子转移自由基聚合(ATRP)技术,在该磁性引发剂表面接枝了聚丙烯酰胺高分子,该聚丙烯酰胺高分子展现出分子量高度可控性和窄的分子量分布.经聚丙烯酰胺修饰后Fe3O4磁性纳米粒子的比饱和磁化强度为58.5 emu.g-1,与未修饰纳米Fe3O4相比下降约20%.     

由钛铁矿制备Fe3O4/TiO2复合物的研究进展

归纳了从钛铁矿中分离铁和二氧化钛的方法,包括亚熔盐法、预氧化法、还原锈蚀法;其次,初步总结了目前国内外制备Fe_3O_4磁性纳米颗粒和TiO_2纳米粒子的方法。最后,对Fe_3O_4/TiO_2复合材料的制备方法包括溶胶-凝胶法、微乳液法、均匀沉淀法作了梳理。Fe_3O_4/TiO_2复合纳米材料很好地解决了单独使用TiO_2作为废水处理催化剂,在实际应用过程中易随水流失,难以回收利用的问题,具有一定的实用性。     

磁性Fe_3O_4@PS@PAMAM-Ag复合催化粒子的制备及其可再生催化性能(英文)

采用聚苯乙烯(PS)包裹Fe3O4磁性纳米粒子,制得Fe3O4@PS复合微球,以此作为磁性载体,通过微球表面的羧基将聚酰胺-胺类树形大分子(PAMAM)连接到磁性载体上,然后使Ag纳米粒子镶嵌在树形分子层中,制得可再生的金属复合催化粒子Fe3O4@PS@PAMAM-Ag.并采用红外光谱、扫描电镜、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和X射线光电子能谱等方法对复合催化粒子进行了表征,结果表明,树形分子可以较好地分散和稳定金属Ag纳米粒子,所制复合催化粒子表面Ag含量为1.64%,具有较高的催化还原对硝基苯酚的活性.同时,利用外加磁场可以方便快捷地从反应体系中分离出来,继续用于下一次反应中,复合催化粒子循环使用6次后,仍保持完全的催化性能.     

大孔道介孔氧化硅/碳基纳米材料的设计合成与应用

由于具有较大的孔道尺寸、 丰富的化学组成以及广阔的应用前景, 大孔道介孔纳米材料近年来引起了科研工作者的广泛关注. 分别利用复合胶束和无机纳米晶作为结构基元进行可控自组装的软模板法和硬模板法是合成这类大孔道介孔纳米材料最有效的两类方法. 本文总结了一系列基于不同类型软模板或硬模板共组装形成大孔道介孔纳米材料的合成方法和策略, 并讨论了所获得的大孔道介孔纳米材料在催化、 能量转换与存储以及生物医学中的应用. 最后, 对利用新型嵌段聚合物或复杂结构纳米晶合成大孔道介孔纳米材料的前景和挑战进行了展望.     

利用磁性可回收的Fe_3O_4纳米颗粒催化剂合成苯并咪唑的新方法(英文)

Magnetically recoverable Fe3O4 nanoparticles have been synthesized as a catalyst for the cyclocondensation of 1,2-phenylenediamines with orthoesters under solvent-free conditions.Catalyst loadings can be as low as 1 mol% to give high yields of the corresponding benzimidazole derivative at 80 °C.This green method offers significant advantages in terms of its simplicity,low catalyst loadings,high product yields,and non-toxic nature.The Fe3O4 nanoparticles were characterized by X-ray diffraction,transmission electron microscopy,and Fourier transform infrared spectroscopy.     

硫酸溶液中电化学改性石墨电极对Fe3+/Fe2+的电催化性能与准电容特性

通过循环伏安(CV)、恒电流充放电和电化学阻抗谱(EIS)等测试方法,研究了电化学改性石墨电极对硫酸溶液中Fe3+/Fe2+的电催化性能与准电容特性.结果表明:由于电化学改性石墨电极表面存在大量的含氧活性官能团,使其对Fe3+/Fe2+的氧化还原反应具有极高的电催化性能,并具有可逆反应过程特征.在含有0.5mo·lL-1Fe3++0.5mo·lL-1Fe2+的2.0mo·lL-1H2SO4溶液中,其表观面积比电容是不含铁离子硫酸溶液的1.808倍,达到2.157F·cm-2;同时,铁离子浓度的增大也能够进一步提高其电容量.Fe3+/Fe2+电对的加入增加了充放电时间,有效提高了电化学电容器(EC)的电容存储容量和高功率特性.电化学阻抗谱测试同样证实体系具有明显的电容特性.因此,可以利用电化学改性石墨电极表面的含氧活性官能团和溶液中Fe3+/Fe2+的氧化还原特性来共同储存和释放能量.     

NH4CNS与Fe3(CO)12反应的研究

Fe的簇合物,在温和的条件下(常压,低于200℃),可与各种不饱和分子生成各种有机功能团配位的簇合物。因此,我们想用Fe_3(CO)_(12)与NH_4CNS反应得到含-SCN的羰基铁簇合物。但实验中未得到这种化合物。不过,Fe_3(CO)_(12)与NH_4CNS的反应是一个新反应,穆斯堡尔谱的研究也得到了新信息。因此,我们认为报道研究结果仍然是十分有意义的。     

磁场诱导下Fe3S4向FeS2转化速率的增加

以FeCl₃和CH₄N₂S为主要原料，在0.2～0.4 T的外加磁场强度下，温度为170 ℃的反应体系中研究了磁场对前驱物Fe₃S₄转化成FeS₂过程的影响。结果表明，Fe₃S₄到FeS₂的转化率是与磁场强度有关的。Fe₃S₄的硫化过程可能是通过溶解-再结晶机理。外加磁场的存在可以促进物质的传输过程，从而加速前驱物的溶解和再结晶过程，导致和没有外加磁场相比Fe₃S₄到FeS₂的转化率的增加。     

TiO_2包覆Co_9S_8的制备及其电化学储氢性能

目前,寻找新型能源成为解决能源和环境问题的关键,氢能以其高效能、无污染等优点成为研究重点。其中,开发具有高储氢量和优异循环稳定性的新材料是利用氢能的重要研究方向。近些年,Co_9S_8凭借其优良的电化学储氢性能和较高的储氢容量成为目前研究热点,但其抗粉化性能仍有待于进一步提高。本文采用溶胶凝胶法和煅烧法得到了不同质量分数TiO_2包覆Co_9S_8的电极材料,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试系统分析包覆材料组成与性能,研究不同质量分数的TiO_2对材料电化学储氢性能的影响。结果表明,当TiO_2质量分数为3%时,产物的储氢性能和循环稳定性最好,最大储氢容量(质量分数)为2.03%,且经过30次充放电后,其放电容量仍能保持在60%。