碳纳米管封装铁纳米粒子催化剂上CO加氢制低碳烯烃（英文）

由于石油资源的逐步枯竭,近年来费托(F-T)反应因其可以高效将煤、天然气和生物质等转化成液体燃料和高值化学品而越来越受到人们的关注.相比于Co,Ni和Ru等F-T催化剂,Fe基催化剂因其价格低廉,产物分布广而被广泛研究.以合成气直接制备低碳烯烃的F-T过程为例,铁基催化剂通常会因积碳和烧结的问题,而导致失活.因此,人们通常使用一些氧化物载体,比如氧化硅,氧化铝或者分子筛来分散并稳定铁粒子.但是这类氧化物载体通常与铁有非常强的相互作用,特别是在铁粒子较小的情况下,容易生成一些难于还原的硅酸铁和铝酸铁.而活性炭、碳纤维等惰性载体与铁的相互作用较弱,不足以稳定小的铁粒子在而反应过程中聚集.近来,我们组提出了利用石墨烯碳层封装过渡金属粒子作为催化剂,利用"穿透"的金属电子来催化反应,从而可以使活性中心和反应介质隔离,有效地增强了非贵金属催化剂的活性和稳定性.在此基础上,我们组和其他课题组的研究表明,一系列石墨烯碳层封装的非贵金属催化剂在燃料电池阴极氧还原反应,电催化析氢反应,染料敏化太阳能电池中的I–3还原反应以及催化氧化还原反应中都有着广泛的应用前景.这种材料中碳层不仅能在氧化气氛、酸性介质中保护包覆的金属,防止其被氧化或者腐蚀,还与包覆的金属有着较强的相互作用,可以促进非贵金属的电子向碳层表面的转移,有望在一些苛刻的反应条件下实现对贵金属催化剂的替代.本文进一步拓展了其在高温反应中的应用,发现豆荚状碳纳米管封装的金属铁纳米粒子在合成气制备低碳烯烃中可以有效防止金属铁纳米粒子的烧结和聚集,因此表现出优异的低碳烯烃选择性和催化稳定性.我们利用一步化学反应法合成了豆荚状碳纳米管封装的铁纳米粒子催化剂(Pod-Fe),并通过酸洗除去碳管外面裸露的铁粒子.透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)表明酸洗后铁粒子被包覆在碳管内,并且呈金属态,而酸洗前,则还有大量的氧化铁粒子分布于碳管外部(Fe Ox/Pod-Fe).将酸洗前后的两个催化剂用于固定床气相F-T反应中.通过调节空速和温度考察了它们的催化反应性能,结果表明两个催化剂在不同的反应条件下都有着良好的低碳烯烃选择性.不同反应温度下,它们表现出不同的变化趋势:Pod-Fe活性随着温度的升高而缓慢增长,至380 oC都没有明显的失活现象;而对于Fe Ox/Pod-Fe催化剂,随着温度的升高,CO的转化率先升高,在300 oC时达最高,但随着温度进一步升高,活性迅速降低,呈现一个火山型曲线.TEM结果发现,反应后Fe Ox/Pod-Fe催化剂粒子上产生了很多杂乱的碳丝,并且铁粒子有着明显的聚集长大.而Pod–Fe催化剂即使在380 oC反应后,其形貌仍然保持完好,没有积碳产生,粒子也没有发生聚集和长大.进一步在320 oC下120 h的寿命试验发现,Pod-Fe催化剂的初始活性较低,但经20 h的活化阶段,活性会先增加后略有下降,20 h后趋于稳定.而Fe Ox/Pod-Fe催化剂在反应初始虽然表现出较高的活性,但是随着时间进行,活性迅速下降一半以上,最后趋于稳定.同时结合反应后TEM和XRD的结果发现碳管外部裸露的铁粒子会在反应过程中形成碳化铁物种,并随着反应进行产生聚集,并伴有大量积碳,导致活性迅速下降;而碳层的包覆对于铁粒子有着很好的稳定作用,使得铁粒子能够在高温反应中保持稳定,并且没有积碳的产生.由此可见石墨烯碳层可以有效保护其包覆的金属粒子,并且能够提高其在高温反应下的低碳烯烃选择性和稳定性.此类催化剂有望在一些苛刻条件下的多相催化反应中得到广泛应用.

碳包铁纳米粒子作为磁性靶向药物载体的物理性能研究

一种全新的磁靶向纳米药物载体——用直流碳弧法制备的碳包铁纳米粒子,它具有独特的纳米结构,在石墨碳层中完全包裹进铁纳米颗粒,实现在纳米碳包围中的纳米磁性粒子分散状态,其中的纳米碳具有大的比表面积和较高的化疗药物吸附量,达到每毫克吸附160μg的表阿霉素。铁纳米粒子磁场强,靶向效果好,有较佳的磁靶向发热效应,在动物病灶局部放置0.1g碳包铁纳米粒子将能使发热温度平均升到52℃;而将碳包铁纳米粒子均匀与猪肝混合也有明显的产热效果:含量0.4%碳包铁纳米粒子的一组猪肝能将温度升到42℃,而含量0.6%碳包铁纳米粒子的一组猪肝能将温度升到48℃。X射线衍射表明借助于碳的包裹,碳包铁纳米粒子有好的抗氧化性和稳定性。碳包铁纳米粒子有可能作为一种全新的磁性靶向药物载体用于癌症治疗。

磁性碳包铁纳米粒子在重金属元素检测分离富集中的应用

以氩电弧等离子体法制备的碳包铁纳米粒子为固相萃取材料,采用等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)系统研究了该材料对Cr、Ni、Cd、Pb离子的吸附性能,并确定了最佳吸附和洗脱条件。实验结果表明:当pH值为8.0～9.0时,分析物均可被碳包铁纳米粒子定量吸附;采用酸性溶液(pH=1.0～2.0)可将吸附在碳包铁纳米粒子上的金属离子完全脱附。该法对Cr、Ni、Cd、Pb的检出限分别为3.6、4.1、1.1、9.8μg/L,Cr、Ni、Cd的线性范围为1～500μg.L-1,Pb的线性范围为10～1 000μg.L-1,线性相关系数均大于0.999。方法用于自来水中Cr、Ni、Cd、Pb离子的测定,回收率可达到93%～105%;碳包铁纳米粒子对Cr、Ni、Cd、Pb离子的吸附量分别为3.6、4.8、6.3、2.1 mg/g。

直流碳弧法合成碳包铁纳米粒子的研究

用直流碳弧法制备碳包铁纳米粒子,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等分析手段对粒子的成分、形貌等进行表征；在氮气气氛中对粒子进行退火处理,对其形成机理进行了初步的探讨。结果表明：制备的粒子中含有α-Fe相和石墨相,没有铁的氧化物,纳米粒子的尺寸大小在5～50nm范围。铁粒子在碳层的保护下有很好的抗氧化能力。

基于磁性氧化铁纳米粒子催化特性的葡萄糖检测研究

磁性纳米粒子是近年来发展起来的一种新型材料，因其具有独特的超顺磁性、生物相容性、类酶的催化特性和可重复利用等特点，不仅能够实现被检测物的分离和富集，而且能够使检测信号放大的作用，在生物分离和检测领域展现了广阔的应用前景.

铁纳米粒子共振光散射测定纳克级核酸

核酸作为生物遗传的物质基础,对其进行分析化学研究一直备受关注.当前,微流控分析技术的快速发展为核酸的高灵敏检测展示了新的前景.金属和半导体纳米粒子(亦称量子点)作为新型生物探针,用于蛋白质和核酸的检测表现出良好的光学性质,与传统的有机荧光探针相比,具有光化学稳定,发射光谱峰更窄和灵敏度较高等优点[1,检测方法有荧光、光吸收和共振拉曼光散射等[2],但利用纳米粒子共振光散射技术测定核酸的报道很少.……

碳包铁纳米粒子的靶向磁感应发热性能

采用直流电弧法制备一种新型的磁靶向药物载体材料——碳包铁纳米粒子并通过透射电子显微镜和X射线衍射仪对其微观形貌和结构进行了观察和表征。通过注射注入法和挖孔填入法将碳包铁纳米粒子置入原块猪肝中，研究了不同铁含量和不同浓度的碳包铁纳米粒子的磁感应发热性能。结果表明均匀球形、平均粒径10～30nm的碳包铁纳米粒子，其含量越高，磁感应发热效果越明显；碳包铁纳米粒子与生理盐水混合后注射注入原块猪肝中的发热温度高于直接将碳包铁纳米粒子挖孔填入猪肝的发热温度；感应电场的作用时间越长，发热越强，但有一个最高温度的饱和值；铁含量80％的样品30min后可达到51℃，足以杀死癌细胞。作为一种新型的磁靶向药物载体，碳包铁纳米粒子在癌症治疗中有望起到增强疗效和减少副作用的效果。

染料敏化铁纳米粒子光催化分解水制氢

在水溶液中用三联吡啶氯化钌[Ru(bpy)32+]敏化铁纳米粒子,三乙胺(TEA)作为牺牲剂,形成光催化分解水制氢体系。体系中除了三乙胺以外没有使用任何有机溶剂。催化剂铁纳米粒子为非贵金属并且可以循环利用。此外,光敏剂[Ru(bpy)32+]的吸收在可见光区,有效地利用了太阳光。该结果为研究可见光区光催化分解水体系提供了新思路。

氧化铁纳米粒子处理下西瓜的生理变化

目的与意义:铁是植物生长必需的微量元素,而现有的铁肥施用后很快就转化成植物不能利用的三铁(Ⅲ)形式.随着纳米技术的发展,开发纳米铁肥料是农业生产中改善植物缺铁和提高铁肥利用率的重要手段.本研究将西瓜幼苗种植于经不同浓度氧化铁纳米粒子(γ-Fe2O3 NPs)改良的土壤中,通过连续5周测定西瓜叶片中可溶性糖、可溶性蛋白质、叶绿素、和丙二醛(MDA)含量变化,以及抗氧化酶活性的变化来探究γ-Fe2O3 NPs对西瓜生理的影响及其应用价值.

氮掺杂多孔碳包覆铁纳米粒子催化剂用于高效碱性介质中氧还原反应

合理设计和合成非贵金属催化剂对提高氧还原反应的催化活性和稳定性具有重要意义,但仍然存在重大挑战。本工作采用功能化金属有机框架材料为前驱体,合成了氮掺杂多孔碳包覆Fe纳米粒子催化剂(Fe@N-C)。Fe纳米颗粒的嵌入提高了催化剂的石墨化程度和石墨化氮的比例,同时促进了中孔的形成。Fe@N-C-30催化剂在碱性溶液中表现出良好的氧还原反应活性(E_(0)=0.97V vs.RHE,E1/2=0.89V vs.RHE)。此外,与商用Pt/C相比,Fe@N-C-30催化剂具有更好的耐甲醇性和循环稳定性。其优异的电催化活性归因于高的电化学表面积、相对高比例的石墨化氮、独特的孔结构以及包覆的Fe颗粒与碳层之间的协同效应。本工作为利用金属有机框架材料制备高效非贵金属ORR催化剂提供了一种有前景的方法。

仿生修饰体内长循环磁性氧化铁纳米粒子研究项目通过验收

哈工大蔡伟教授承担的由黑龙江省杰出青年科学基金资助的项目“仿生修饰体内长循环磁性氧化铁纳米粒子研究”通过验收。该项目在实施期间，发表SCI收录论文15篇，授权国家发明专利2项。

磁铁纳米粒子晶体

在自然界中，有数种细菌能够产生精细和均匀的磁性四氧化三铁纳米粒子。该粒子具有理想的磁性特征。这些细菌被称为桥性细菌，它们采用一种蛋白质来生成尺寸约为50纳米的晶体状粒子，这些粒子在膜的约束下形成粒子链。据悉，细菌用体内的粒子链作为指南针，与地球磁场配合来确定方向。

铁纳米粒子：变植物为塑料

由铁纳米粒子组成的一种新型催化剂可以有效的把非食用植物性废物转化成一些物质的关键成分，比如塑料、医药和颜料。这种催化剂由荷兰乌特勒支大学的化学家们研发，陶氏化学公司的比荷卢经济联盟组织和代夫特理工大学共同协助。

纳米铁/SiO_2核壳复合粒子的制备与性能表征

利用硅烷偶联剂 APS和活性硅作表面活性剂 ,采用种子包埋法 ,制备了纳米铁 / Si O2 核壳复合粒子。用 TEM、TG- DTA、VSM对材料结构与性能进行表征。TG- DTA表明纳米铁表面没有吸附水和结晶水 ,而抗氧化能力提高。VSM研究发现包裹一层二氧化硅后 ,饱和磁化强度与剩磁对比纳米铁粉减小 。

磁性四氧化三铁纳米粒子的合成及改性

Fe3O4由于有磁性且原料易得、价格低廉而被大量应用于涂料和油墨等领域；纳米Fe3O4粒子还被广泛用作磁记录材料、固定化酶、免疫诊断、靶向药物、催化剂载体、磁性微球和生物探针等。近年来有关磁性Fe3O4纳米粒子的合成和改性已引起人们的广泛关注。

磁性铁氧化物纳米粒子制备及其体内应用研究

磁性铁氧化物纳米粒子由于其生物相容性和低毒性而广泛的应用于生物医学领域。本文总结了近年来制备各种磁性铁氧化物纳米粒子的方法,比较了它们在粒径、结晶度以及制备条件等方面的优缺点,概括了对其进行表面修饰改性材料的种类,阐述近年来磁性铁氧化物纳米粒子在体内应用中药物运输、磁共振成像、磁热疗方面的进展,并指出当前应用中的主要方向和亟待解决的问题。

聚合物包覆纳米铁粒子的结构及其磁性能研究进展

纳米铁粒子具有极大的反应活性而被氧化。本文简要综述了聚合物包覆的纳米铁及其磁性能的研究进展。

铁酸钴纳米粒子的化学共沉淀法制备及表征

采用弱碱NH4HCO3作为沉淀剂,CoCl2·6H2O和FeCl3·6H2O作为反应物,在一定摩尔比条件下,通过化学共沉淀法制备了铁酸钴纳米粒子,并采用FT-IR、XRD、TEM和振动样品磁强计对其进行了表征。结果表明,制得的铁酸钴纳米粒子为尖晶石型结构,其粒径为20nm左右,并且由于反应过程中弱碱NH4HCO3分解产生的CO2和H2O气体对产物的阻隔作用,制得的铁酸钴纳米粒子的分散性较好,饱和磁化强度为55.5Am2·kg-1。