Ni-X-In(X=Mn,Fe和Co)合金的缺陷稳定性和磁性能的第一性原理研究

Ni-Mn-In是一种新型的磁控形状记忆合金, 它通过磁场诱导逆马氏体相变实现形状记忆效应. 实验中常围绕化学计量比Ni₂MnIn合金进行成分调整, 以获得适宜的马氏体相变温度与居里温度, 在这个过程中必然会产生多种点缺陷. 本文使用量子力学计算软件包VASP, 在密度泛函理论的框架下通过第一原理计算, 系统地研究了非化学计量比Ni-X-In(X=Mn, Fe 和Co)合金的缺陷形成能和磁性能. 反位缺陷中, In和Ni在X亚晶格的反位缺陷(In_X和Ni_X)的形成能最低, Ni和X反位于Y的亚晶格(Ni_Y和X_Y)得到较高的形成能. 因此, In原子可以稳定立方母相的结构, 而X原子对母相结构稳定性的影响则相反; 空位缺陷中最高的形成能出现在In空位缺陷, 再次肯定了In原子对稳定母相结构的作用. 此外, 详细研究了点缺陷周围原子的磁性能以及电荷分布. 本文的计算结果在指导实验中的成分设计和开发新型磁控形状记忆合金方面具有重要意义.     

基于二氰根铬的一系列氰根桥联CrⅢ-CuⅡ-CrⅢ三核配合物的合成、结构与磁性

基于一系列二氰根铬与[Cu(cyclam)](Cl O4)2反应合成了3个氰根桥联CrⅢ-CuⅡ-CrⅢ三核配合物[Cu(cyclam)][Cr(bpmb)(CN)2]2·4H2O(1)(cyclam=1,4,8,11-四氮杂环十四烷,bpmb2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4-甲基苯),[Cu(cyclam)][Cr(bpdmb)(CN)2]2(2)(bpdmb2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4,5-二甲基苯)和[Cu(cyclam)][Cr(bp Clb)(CN)2]2·4H2O(3)(bp Clb2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4-氯苯)。单晶衍射结果表明:3个化合物是结构类似的中性三核配合物,均含有氰根桥联的Cr(Ⅲ)-CN-Cu(Ⅱ)-NC-Cr(Ⅲ)连接;磁性研究表明:氰根桥在CrⅢ和CuⅡ离子间传递弱的铁磁耦合作用,基于自旋哈密顿算符H=-2JCr CuSCu(SCr1+SCr2)拟合得到它们的磁耦合常数分别是JCr Cu=1.53(2)cm-1(1),0.45(1)cm-1(2)和0.73(2)cm-1(3)。     

核-壳结构磁性金属有机骨架材料Fe3O4@UiO-66-NH2的合成、表征及催化性能

UiO-66-NH₂是以Zr⁴⁺为金属,以2-氨基对苯二甲酸为配体制备得到的金属有机骨架材料,它是目前报道中具有较高热稳定性和化学稳定性的材料之一。本文以Fe₃O₄为核,以UiO-66-NH₂为壳,采用层层自组装方法制备了核-壳结构的磁性金属有机骨架材料Fe₃O₄@UiO-66-NH₂。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附等对其进行了表征,并考察了该磁性材料在克脑文盖尔(Knoevenagel)缩合反应中的催化性能。结果表明,该磁性材料Fe₃O₄@UiO-66-NH₂为核-壳结构,壳层厚度约为100 nm,氨基含量为1.70 mmol·g^-1。该磁性复合材料具有Fe₃O₄和UiO-66-NH₂的双重功能,既可以磁性分离,又具有UiO-66-NH₂的孔结构和催化性能。由于壳层材料中Lewis酸性位(Zr⁴⁺)和碱性基团(-NH₂)的协同催化能力及其壳层的纳米尺寸,该磁性材料在Knoevenagel缩合反应中表现出和UiO-66-NH₂纳米粒子相当的催化活性。而且,通过磁性分离实现催化剂的多次循环使用后,其结构没有明显变化。     

Fe_3O_4@NiSiO_3对水中痕量微囊藻毒素的萃取

通过水热合成法和溶胶凝胶法制备Fe_3O_4@NiSiO_3磁性纳米粒子,该纳米粒子微球具有均一的形貌、良好的磁性和分散性。将合成的Fe_3O_4@NiSiO_3磁性纳米粒子作为磁性固相萃取(MSPE)介质,并结合高效液相色谱(HPLC)建立了水样中痕量微囊藻毒素MC-LR的分析方法。在优化实验条件下,方法在0.25~146.5μg/L浓度范围内呈良好的线性关系,相关系数(r)为0.999 1,检出限为0.011μg/L。将该方法用于纯水中微囊藻毒素的分析,回收率为81.0%,对实际水样的回收率为66.7%~72.0%。表明Fe_3O_4@NiSiO_3磁性纳米粒子具有良好的选择性富集能力,可用于水中痕量微囊藻毒素的萃取。     

复合磁性MgAl水滑石制备及其酯交换性能的研究

使用共沉淀法制备磁性Fe_3O_4粒子,并以此为原料制备出Fe_3O_4/M g Al-LDH,将其焙烧产物Fe_3O_4/M g(Al)O作为微藻油脂和甲醇发生酯交换反应的催化剂,利用产物生物柴油产率作为评价催化剂的活性指标,探究其酯交换活性。通过TGDTG、XRD、SEM、EDS、TEM、N2吸附-脱附、VSM等表征手段对所制备样品进行表征。结果表明,Mg Al-LDH、Mg(Al)O在Fe_3O_4表面生长,并具有一定的磁响应能力。在反应时间为4 h、醇油物质的量比为13∶1的条件下,生物柴油产率高达90%。经过三次使用后,仍具有一定活性。在外磁场的作用下可完成催化剂与反应物的分离。     

4,4'-联吡啶桥联的三个铜有机膦酸配合物的合成、结构及磁性

在水热条件下,以N-氧化-2-吡啶膦酸(H₂L)为主配体,4,4’-联吡啶(bpy)为桥联配体,合成了3个铜有机膦酸配合物：{[Cu(L)(bpy)_0.5(H₂O)]·2H₂O}_n(1),{[Cu(HL)₂(bpy)]·4H₂O}_n(2)和{[Cu₂(L)₂(bpy)]·3H₂O}_n(3)。配合物1中,相邻的铜离子由2个膦酸根连成二聚体,二聚体之间通过bpy桥联成一维链。配合物2中,单核[Cu(HL)₂]被bpy连接成一维链。配合物3中,四聚体[Cu₂(L)₂]₂被bpy连接成“砖块状”结构的二维层。磁性研究表明,配合物1和3中铜离子之间存在反铁磁性耦合。     

氨基化修饰介孔Fe3O4@SiO2@mSiO2磁性核壳复合微球的可控制备及吸附性能

以水热法制备的高磁饱和强度Fe_3O_4纳米颗粒为核,正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用改进的St觟ber法,制备介孔SiO_2包覆Fe_3O_4磁性核壳复合微球。利用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附、FTIR和VSM对制备样品的物相结构、形貌和磁性能进行了测试表征。研究结果表明,制备的复合材料呈球形,粒径分布均一,材料的比表面积和磁饱和强度分别为413 m2·g-1和68.93emu·g-1。研究了TEOS的添加量对复合微球形貌的影响,随着TEOS添加量的增加,SiO_2壳层增厚,复合粒子形貌均匀,饱和磁化强度有所下降,仍具有良好的超顺磁性。在此基础上,通过接枝法在复合微球的表面接枝-NH2,制备了一种新型磁性纳米吸附剂(Fe_3O_4@SiO_2@m SiO_2-NH2),进而研究了其对水中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。通过动力学拟合,Fe_3O_4@SiO_2@m SiO_2-NH2对Cr(Ⅵ)的吸附过程是准二级动力学模型占主导地位,探究了该材料对Cr(Ⅵ)的吸附过程和吸附机理。结果表明,其吸附机理及吸附容量与Cr(Ⅵ)的离子形态及-NH2有关,并通过吸附剂与吸附质之间的电子共用或静电吸附实现。     

核-壳结构磁性纳米颗粒负载离子液体的合成方法及应用*

离子液体具有良好的溶解能力、稳定性、结构可调性、无明显的蒸汽压等优点,使其可以作为良好的有机反应介质和催化剂,但由于其价格昂贵且不易从反应体系中分离,应用受到限制。以超顺磁性纳米颗粒作为催化剂载体,利用其所提供的磁学特性,可通过外磁场对催化剂进行简单有效的分离。不过,超顺磁性纳米颗粒具有的高比表面能以及粒子间的偶极距作用,使其容易团聚,不能稳定分散于反应体系。若在磁性纳米颗粒表面包裹一层有机物或无机物形成核-壳结构复合材料,就既可以阻止其团聚又可以对其进行表面功能化。因此,将离子液体固载到核-壳结构磁性纳米颗粒表面,制备可回收并循环使用的多相催化剂的工作受到广泛关注。本文综述了近十年来核-壳结构磁性纳米颗粒负载离子液体催化剂的制备方法及其在有机合成方面的应用,并对其未来的应用前景进行了展望。     

氨基双四唑型金属螯合磁性纳米粒子的制备及其对蛋白质的吸附性能

通过4步化学反应对磁性Fe3O4@Si02纳米粒子进行化学修饰,设计和制备了一种N,N’-二(5-四唑亚甲基)胺修饰的金属螯合磁性纳米粒子.用X射线光电子能谱(XPS)、Zeta电位对该新型吸附剂进行了表征.用静态吸附法研究了螯合Cu(Ⅱ)吸附剂对溶菌酶、细胞色素C和α-糜蛋白酶的吸附性能以及溶液pH值、盐浓度、蛋白初始浓度对吸附量的影响.结果表明,吸附剂对蛋白质的吸附主要通过金属配位机理进行,且符合Langmuir吸附模型,对溶菌酶、细胞色素C和α-糜蛋白酶的最大吸附量分别20.0、13.5和17.9 mg/g.此外,将螯合Cu(Ⅱ)吸附剂用于混合蛋白质样品的吸附,发现此吸附剂对混合蛋白质样品中的溶菌酶具有选择性吸附作用,说明此金属螯合吸附剂在蛋白质选择性分离富集中具有一定应用价值.     

Carbon encapsulated magnetic nanoparticles produced by hydrothermal reaction

Carbon encapsulated magnetic nanoparticles(CEMNs)were synthesized by heating an aqueous glucose solution containing Fe-Au(Au coated Fe nanoparticles)nanoparticles at 160-180℃ for 2 h.This novel hydrothermal approach is not only simple but alsoprovides the surface of CEMNs with functional groups like-OH.The formation of carbon encapsulated magnetic nanoparticles wasnot favored when using pure Fe nanoparticles as cores because of the oxidation of Fe nanoparticles by H2O during the reaction and,therefore,the surfaces of the naked Fe nanoparticles had to be coated by Au shell in advance.TEM,XRD,XPS and VSMmeasurments characterized that they were uniform carbon spheres containing some embedded Fe-Au nanoparticles,with asaturation of 14.6 emu/g and the size of the typical product is$350 nm.