磁性Fe3O4纳米晶的电化学制备及在线混凝过程研究

以铁片和碳纤维为电极,采用电化学法实现了磁性Fe3O4纳米晶混凝剂的快速制备、在线混凝和磁性过滤的预处理过程.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等对磁性Fe3O4纳米晶进行了表征.结果表明,所制备的磁性Fe3O4纳米晶具有均匀的晶体尺寸,粒子尺寸分布在30~100 nm之间.利用Fe3O4纳米晶对高浊度高岭土悬浊液进行了混凝研究,并在外加磁场的作用下实现了絮凝体和水体的快速分离.结果证实电化学法磁混凝技术能够快速高效去除污水浊度,省去了机械过滤过程.理论研究结果表明,磁性Fe3O4纳米晶去除浊度的过程是电荷中和与沉淀卷扫共同作用的结果,而电荷中和过程发生是由于电化学制备Fe3O4纳米晶时表面电荷种类的均一性.     

磁性Fe3O4纳米晶制备及应用

磁性Fe₃O₄纳米晶由于其独特的磁性能,已在许多领域得到了广泛的应用,并且在不同的应用领域其制备方法也不尽相同。本文综述了近年来磁性Fe₃O₄纳米晶的液相制备方法,如沉淀法、溶剂热法、溶胶-凝胶法、微乳液法、微波超声法等研究进展,对这些制备方法的特点进行了归纳概括,并详细分析了制备工艺中不同影响因素对Fe₃O₄纳米晶结构与性能的影响。同时,对磁性Fe₃O₄纳米晶在磁流体、微波吸收、污水处理、催化、药物载体、生物酶固定、生物传感器等方面的应用及发展趋势进行了评述,以期对Fe₃O₄纳米晶的制备及应用有较全面的认识。     

Fe3O4纳米微球的溶剂热法合成及其对二甲酚橙的催化降解研究

以FeCl3·6H2O为单一铁源、1,2-丙二醇为还原剂和溶剂、尿素为均相沉淀剂、顺丁烯二酸为添加剂,通过简单一步溶剂热法于160℃制备出了形貌均一、单分散性好、尺寸约为200 nm的Fe3O4纳米微球。所制备的Fe3O4纳米微球不仅具有很高的磁化强度,而且在利用过氧化氢氧化降解二甲酚橙(XO)的过程中显示出很好的催化活性。紫外可见分光光度法考察表明,不加入Fe3O4催化剂时,1 h内双氧水对二甲酚橙的脱色率仅为6.2%,而加入Fe3O4纳米微球后,双氧水对二甲酚橙的脱色率在1 h内即可达到100%,循环使用10次后,Fe3O4纳米微球仍保持高的催化活性和结构稳定性。     

磁性可见光催化剂BiVO4/Fe3O4的制备及催化活性

采用超声法将磁基体Fe3O4和BiVO4复合,制备了易于固液分离的磁性可见光催化剂BiVO4/Fe3O4。采用X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、透射电子显微镜(TEM)和磁学性质测量系统(MPMS)对产物进行了表征,并以亚甲基蓝为目标降解物,考察了BiVO4/Fe3O4的可见光催化活性。当BiVO4与Fe3O4质量比为5:1时,BiVO4/Fe3O4的催化活性最高,反应经过5 h,对亚甲基蓝的降解率达到92.0%,而单独使用BiVO4为催化剂,降解率仅为72.5%。这表明Fe3O4不仅起到磁基体的作用,还起到助催化剂的作用。BiVO4/Fe3O4在外加磁场的作用下很容易被分离,撤消外加磁场后,通过搅拌又可重新分散。BiVO4/Fe3O4 3次回收后的降解率仍高于80%。     

Fe3O4纳米催化剂的制备及其F-T合成性能研究

基于溶剂热合成体系,制备了不同形貌的Fe₃O₄微球和纳米片催化剂,考察了水热合成条件对Fe₃O₄晶粒形貌的影响,并研究了Fe₃O₄纳米催化剂的费托合成(F-T)性能。结果表明,成核和晶体生长速率是控制Fe₃O₄晶体形貌的关键。与传统的沉淀铁催化剂相比,Fe₃O₄纳米催化剂更容易还原和向活性相转变,因此,具有更高的F-T反应活性、低碳烯烃选择性及C₅₊选择性;Fe₃O₄微球催化剂比纳米片催化剂更易维晶粒的稳定,具有更高的反应活性和稳定性。     

Fe3O4/聚苯乙烯纳米复合材料的结构与性能

采用油酸(OA)表面改性的粒径均一的Fe3O4纳米粒子(OA-Fe3O4)与工业化聚苯乙烯(PS)通过溶液共混挥发干燥方法得到了具有超顺磁性的OA-Fe3O4/PS纳米复合材料.透射电子显微镜表征结果表明,在OA-Fe3O4质量分数为1%~10%时,OA-Fe3O4纳米粒子均匀分散在PS聚合物基体中.示差扫描量热分析表明,随着纳米粒子加入量的增加,纳米复合材料的玻璃化转变温度逐渐降低.热失重分析表明,OA-Fe3O4的存在显著提高了PS在空气条件下的热稳定性.流变分析表明,随着纳米粒子加入量的增加(0~10%),复合材料黏度逐渐降低.进一步研究了分子量双峰分布的PS与OA-Fe3O4纳米复合体系的流变行为,结果表明,当PS基体的平均分子量大于临界缠结分子量,且填充的纳米粒子的半径小于双峰分布PS的均方旋转半径时,加入纳米粒子仍然导致体系的复合黏度降低.     

正癸酸修饰磁性纳米Fe3O4对溶菌酶的吸附研究

以沉淀法制备了正癸酸修饰磁性纳米Fe3O4,采用XRD、TEM和FT-IR对修饰前后的磁性纳米粒子的形态、结构进行了表征。将修饰后的磁性纳米粒子用于对溶菌酶蛋白进行吸附分离,研究了溶液的pH、温度、时间、溶菌酶初始浓度、离子强度等因素对吸附过程的影响。结果表明:pH=10.7,吸附温度为25℃,吸附时间为2.0 h,溶菌酶初始浓度为0.30 mg·mL-1,最大吸附容量为35.0 mg·g-1。修饰后的磁性纳米粒子用于从鸡蛋清中提取溶菌酶,纯化倍数为30.9,酶活力收得率为73.0%。     

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。      

基于Fe3O4磁性纳米颗粒的类过氧化氢酶性质可视化测定邻苯二酚

本文基于Fe3O4磁性纳米颗粒对2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)与H2O2反应的催化作用,建立了可视化测定邻苯二酚的新方法。在最佳条件下,测定邻苯二酚的线性范围为1.3~11.7μmol/L,检测限为0.4μmol/L。该方法已成功用于黄河水水样中邻苯二酚的测定。     

磁性Fe3O4/石墨烯Photo-Fenton催化剂的制备及其催化活性

采用共沉淀法制备磁性Fe3O4/GE(石墨烯)催化剂,实现Fe3O4纳米颗粒生长和氧化石墨烯还原同步进行,采用FTIR、XRD、TEM及低温氮吸附-脱附等对Fe3O4/GE纳米催化剂的物相、颗粒粒径及比表面积进行了表征。在H2O2存在条件下,以亚甲基蓝为目标降解物,考察了在模拟太阳光下Fe3O4/GE的催化活性,当氧化石墨烯与Fe3O4的质量比为1∶10时,经过2 h催化反应,在pH=6条件下,对亚甲基蓝的降解率达到98.7%,经过10次循环使用后对染料溶液的降解率仍保持在95.7%以上,明显优于纯的Fe3O4。     

可控粒径纳米Fe_3O_4的制备及其磁性研究

本文用空气氧化法,在可见光作用下,添加配合剂(EDTA、柠檬酸、酒石酸、谷氨酸)在室温进行了不同粒径纳米Fe3O4的制备及其磁性能研究。结果表明:在可见光作用下,随EDTA、柠檬酸、酒石酸、谷氨酸等配合剂的添加,得到纳米Fe3O4的粒径有所减小、分散性有所提高;配合剂及可见光共存时,体系反应速率得到提高,高的反应速率使纳米Fe3O4晶粒减小;控制适当的光照度和添加剂的量,室温可得到11.8~29.6nm的Fe3O4颗粒。不同粒径纳米Fe3O4分别呈现出超顺磁性、铁磁性特征。     

单分散Fe_3O_4亚微米球的合成与表征

采用溶剂热法制备出具有尺寸可调、分散性好、亲水性和超顺磁性的亚微米Fe3O4磁球,并考察了不同表面活性剂、反应时间和反应温度的影响。分别采用XRD、FE-SEM、FTIR、超导量子干涉仪(SQUID)对其结构、形貌、表面性质及磁性进行了表征。结果表明,产物为立方结构、具有单分散性的Fe3O4亚微米球,粒径在140~360nm可调。所得Fe3O4亚微米球在室温条件下的磁滞回线表现出超顺磁性,矫顽力为零。不同表面活性剂对粒径大小和磁饱和强度有一定的影响,但对其形貌和晶相结构无影响。随着反应时间的延长和反应温度的提高,颗粒粒径有逐渐减小的趋势。     

Synthesis of Fe3O4 particle-chain microwires in applied magnetic field

Fe₃O₄ particle-chain microwires are firstly synthesized under magnetic field by a simple coprecipitation method. The increase of magnetic field caused the lengthening of the wires, and doubled densities of starting solution lead to a halved diameter. It was supposed that the magnetic field gradient and the particular growing process of particles are the main factors of the formation of these microwires. Magnetic hysteresis curves of Fe₃O₄ microwires were also measured.     

叶酸对磁性Fe_3O_4纳米粒子的表面修饰

以FeCl3·6H2O作为单一铁源,1,6-己二胺作为胺化试剂,利用无模板的溶剂热方法制备了胺基功能化的磁性Fe3O4纳米粒子,并利用其键合叶酸分子,制备出表面修饰了叶酸的磁性Fe3O4复合纳米粒子。利用傅里叶变换红外光谱仪、X-射线衍射仪、透射电镜、差热-热重分析仪和振动样品磁强计对所得纳米粒子的形貌、粒径、化学组成和磁性能进行了表征。结果表明,叶酸分子通过化学键牢固键合在磁性纳米Fe3O4粒子表面,叶酸修饰的复合纳米粒子仍然具有良好的磁性能。     

磁性Fe3O4 /壳聚糖的化学修饰及包覆机理研究

Nano-sized Fe₃O₄ powder was prepared through an Oxygenation-Hydrothermal method. The chitosan magnetic complex was prepared by coating chitosan on the surface of Fe₃O₄ powders through Microlatex-Crosslinking Method. The product was characterized by IR， XRD， TEM， Vibrating Sample Magnetometer (VSM)， TG methods. Results show that the as-prepared powder is 25 nm in size and shows supermagnetism. The content of magnetite in microspheres is 37.8%. The mechanism for the coating reaction of chitosan to Fe₃O₄ nanoparticles is also suggested.     

多孔朵状Fe_3O_4纳米微球的制备及其性能研究

<正>众所周知,纳米材料的尺寸大小、晶型、形貌构型等结构特征对材料的化学物理性能有重要的影响[1],由于特殊形貌的新材料所具有独特、新颖、高效的化学物理等方面的性质以及在众多领域中的潜在应用[2],特别是3D花状空心纳米结构新物质[3-4],新形貌物质的纳米材料的制备方法和应用特性已经吸引了世界上材料领域的广泛兴趣和关注[5]。目前为止,合成3D纳米结构的方法有自组装法、三维导向连接法以及水热法等,即通过使用有     

Fe3O4磁液的悬浮率测定及稳定性研究

The paper first reported the preparation of ultrafine Fe₃O₄ powder about 8～10nm by improved chemical pre-cipitation method， then turned it into magnetic fluid. The phase analysis， morphology， ultrafine powder size and magnetic property were measured by XRD， TEM and vibrating sample magnetometer(VSM)，respectively. In ad-dition， a new method ， by analyzed the suspending percentage of Fe₃O₄ powder， was introduced to study the effects of concentration， pH value， centrifugal rate and time on the stability of the magnetic fluid.     

Synthesis of pyranopyrazoles using magnetic Fe3O4 nanoparticles as efficient and reusable catalyst

Magnetic Fe₃O₄ nanoparticles as a heterogeneous catalyst, were found to be efficient for the synthesis of a series of pyranopyrazoles by a four component reaction of a mixture of hydrazine hydrate, ethyl acetoacetate, aldehydes/ketones and malononitrile in water at room temperature. The products were attributed to the nanosize of about 16 nm in which the catalyst could act as a nanoreactor. The present protocol offers the advantages of clean reaction, short reaction time, high yield, easy purification and economic availability of the catalyst.     

Fe3O4纳米微球的溶剂热法合成及其对二甲酚橙的催化降解研究

以FeCl₃·6H₂O为单一铁源、1, 2-丙二醇为还原剂和溶剂、尿素为均相沉淀剂、顺丁烯二酸为添加剂, 通过简单一步溶剂热法于160℃制备出了形貌均一、单分散性好、尺寸约为200 nm的Fe₃O₄纳米微球。所制备的Fe₃O₄纳米微球不仅具有很高的磁化强度, 而且在利用过氧化氢氧化降解二甲酚橙(XO)的过程中显示出很好的催化活性。紫外可见分光光度法考察表明, 不加入Fe₃O₄催化剂时, 1 h内双氧水对二甲酚橙的脱色率仅为6.2%, 而加入Fe₃O₄纳米微球后, 双氧水对二甲酚橙的脱色率在1 h内即可达到100%, 循环使用10次后, Fe₃O₄纳米微球仍保持高的催化活性和结构稳定性。