β-环糊精/四氧化三铁纳米复合材料功能化研究进展

四氧化三铁纳米粒子具有顺磁性、高比表面积和能锚定和吸附功能分子的活跃表面等性质,在诸多领域显示了广泛的应用价值。将环糊精修饰在纳米四氧化三铁上,构筑成为β-环糊精/四氧化三铁纳米复合材料,既充分发挥环糊精在主客体催化、药物负载和缓释、有机污染物的包合作用,又能巧妙利用了纳米四氧化三铁比表面积大,单分散性和磁性响应可回收的优势。文章综述了β-环糊精/四氧化三铁纳米复合材料在环境污染物吸附/相分离、催化、药物载体等方面的研究进展。

羧甲基-β-环糊精功能化的四氧化三铁磁性纳米复合物对罗丹明B的吸附性能

基于SN2取代反应制备了羧甲基-β-环糊精(CM-β-CD),采用层层组装法将其成功修饰在Fe3O4磁性纳米粒子表面(MNPs),得到了CM-β-CD功能化的磁性纳米复合物(CM-β-CD-MNPs),通过透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及振动样品磁强计(VSM)等技术手段进行了表征,考察了其对染料罗丹明B(Rh B)的吸附性能。结果表明,CM-β-CD-MNPs呈球形,分散均匀,平均粒径为16 nm,饱和磁化率为54emu/g,呈超顺磁性。吸附动力学符合准二级动力学模型,且吸附1 h达到平衡。吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附量为135.1 mg/g。

镧-四氧化三铁-沸石复合材料制备及去除水中磷酸盐和铵

采用La3+、Fe^(2+)、Fe3+和粉末状天然沸石制备了一种镧-Fe_3O_4-沸石复合材料,通过批量吸附实验考察了该复合材料对水中磷酸盐和铵的吸附作用.结果表明,镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的单位吸附量随吸附剂投加量的增加而降低,对磷酸盐和铵的去除率随吸附剂投加量的增加而增加.当溶液pH值由6逐渐增加到11时,镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的吸附能力逐渐下降.镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐的吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Redushkevich(D-R)等温吸附模型加以拟合,对铵的吸附平衡数据可以采用Langmuir和D-R等温吸附模型加以拟合.根据Langmuir模型计算得到的镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的最大单位吸附量分别为12.9 mg·g^(-1)(以磷计)和6.99 mg·g^(-1)(以铵计).镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的吸附动力学过程可以采用准二级动力学方程加以描述.升高反应温度增强了镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的吸附.溶液存在的氯离子、硫酸根离子和碳酸氢根离子对镧-Fe_3O_4-沸石复合材料吸附磷无负面影响.溶液存在的钾离子对镧-Fe_3O_4-沸石复合材料吸附铵的负面影响最大,其次为钠离子,钙离子的负面影响最小.1 mol·L^(-1)NaOH溶液可以使50%左右吸附到吸附剂上的磷酸盐解吸下来.1 mol·L^(-1)NaCl溶液可以使98%左右吸附到吸附剂上的铵解吸下来.当溶液pH值为7时,镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对磷酸盐的吸附机制主要是配位体交换作用.镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对铵的吸附机制主要是阳离子交换作用.

碳/四氧化三铁纳米复合材料合成研究

为提高四氧化三铁纳米粒子的催化活性和稳定性,采用均匀沉淀方法制备了活性炭/四氧化三铁(AC/Fe3O4)粒子和碳纳米管/四氧化三铁(CNTs/Fe3O4)粒子两种复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)以及热重分析(TGA)对复合粒子进行了表征,并测定了它们的电化学性能。研究结果表明:采用该方法制备的四氧化三铁粒子纯度高、大小均匀,粒径在40～100nm;CNTs/Fe3O4中的四氧化三铁粒子粒径较AC/Fe3O4中的更小;经过超声波作用后CNTs/Fe3O4的稳定性较好,而AC/Fe3O4的稳定性很差;两种复合材料均能改善镧镁镍合金的放电比容量和稳定性。

纳米四氧化三铁及其复合材料的性能研究进展

纳米四氧化三铁因其具有超顺磁性、粒径小、比表面积大、易回收等优点,在许多领域都有着广阔的应用前景。近年来,关于Fe_3O_4及其复合材料的制备与性质研究很多。本文综述了纳米四氧化三铁及其复合材料的制备和性能研究进展,重点介绍了四氧化三铁在抗菌、吸附、催化、光、电等性能方面的最新研究进展。

聚丙烯/四氧化三铁纳米复合材料的制备、表征及磁性能研究

采用固态高速搅拌预混-熔融密炼过程制备了磁性聚丙烯(PP)/四氧化三铁(Fe3O4)纳米复合材料,并分别利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、示差扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)和振动样品磁强计(VSM)对获得的复合材料的形貌、结构及磁性能进行了表征。结果显示:Fe3O4纳米粒子质量分数为5%时在聚合物基体中分散良好,基本呈单颗粒分散;随着Fe3O4含量的增加,粒子在PP基体中团聚程度加剧。Fe3O4和PP在复合材料中保持了各自的晶相结构,但是Fe3O4的加入降低了PP的结晶程度。同时,Fe3O4的加入提高了PP的热稳定性。振动样品磁强计(VSM)的结果表明:复合材料的饱和磁化强度(Ms)随Fe3O4含量的增加而增加,并呈线性的依赖关系;矫顽力(Hc)和剩余磁化强度(Mr)均很小,所制得的磁性纳米复合材料近似呈超顺磁性;该研究为磁性高分子纳米复合材料的制备提供了一种简单易行,Fe3O4纳米粒子在聚合物基体中良好分散,并且可以大批量生产磁性纳米复合材料的方法,并可能促进PP/Fe3O4纳米复合材料在电磁屏蔽和微波吸收等领域的应用。

基于四氧化三钴-石墨烯纳米复合材料的电化学DNA传感器

以离子液体碳糊电极(CILE)为基底电极,四氧化三钴-石墨烯(Co_3O_4-GR)纳米复合材料为修饰剂制备了一种新型电化学DNA传感器,并应用于副溶血弧菌tlh特征序列测定.利用壳聚糖(CTS)将Co_3O_4-GR复合材料固定在CILE表面,然后将探针ssDNA序列通过吸附法固定在CTS/Co_3O_4-GR/CILE上,与目标ssDNA序列发生特异性的分子杂交反应,以铁氰化钾为电化学信号分子,根据杂交反应前后伏安信号的差异实现了对目标ssDNA检测的目的,建立相应的工作曲线,求解线性范围和检测限等分析参数.由于复合材料具有大的比表面积故能够增加探针ssDNA的负载量,其高导电性有效地提高电化学响应信号.在最佳实验条件下使用差分脉冲伏安法可对1.0×10^(-14)~1.0×10^(-6)mol/L浓度范围的目标ssDNA序列进行检测,检测限为3.3×10^(-15)mol/L(3σ),该DNA传感器可有效识别单碱基和三碱基错配序列,具有良好的应用前景.

石墨烯/空心四氧化三铁/聚苯胺纳米复合材料的制备与表征

以天然石墨粉为原料,浓硫酸、高锰酸钾为氧化剂,采用改进的Hummerε法制备了氧化石墨烯(GO)。采用溶剂热法、原位聚合法,通过空心Fe_3O_4(H-Fe_3O_4)在GO片层上的原位生长和聚苯胺(PNAI)在石墨烯/H-Fe_3O_4复合材料表面的原位聚合,成功制备了石墨烯/H-Fe_3O_4/PNAI纳米复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等表征了复合材料的结构。结果表明:H-Fe_3O_4被成功负载在石墨烯表面,且复合材料中未出现GO在衍射角为10.24°的衍射峰,表明GO在溶剂热反应中,在乙二醇的作用下被成功还原成石墨烯。

石墨烯空心四氧化三铁聚苯胺纳米复合材料及其制备

本发明公开了一种石墨烯/空心四氧化三铁/聚苯胺纳米复合材料及其制备方法。该方法以天然石墨粉为原料,浓硫酸、高锰酸钾为氧化剂,采用改进的Hummers法制备出了氧化石墨烯。以过硫酸铵为引发剂,通过原位聚合得到石墨烯/空心四氧化三铁/聚苯胺纳米复合材料。本发明采用简便的水热法和原位聚合法,可以制备出吸波性能优异的石墨烯/空心四氧化三铁/聚苯胺纳米复合材料。

可控制备磁性四氧化三铁-金纳米复合颗粒及其催化性能研究

随着纳米催化剂的不断发展,基于纳米金的多功能复合材料以其高效的催化性能而受到广泛关注。本研究采用简单可控的原位还原法,制备了一种粒径均一、分散性良好、可快速磁分离且具有高催化活性与催化稳定性的磁性四氧化三铁-金纳米复合颗粒。首先用有机硅源-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)水解得到的有机硅层来包覆粒径约100 nm的亲水四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒,再通过有机硅层表面的巯基来锚定原位还原生成的尺寸可控的金纳米颗粒(2 nm或6 nm),得到内核为四氧化三铁、壳层为金纳米颗粒均匀修饰有机硅层的磁性氧化硅复合颗粒。利用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)和振动样品磁强计(VSM)等对所合成材料进行系统表征,结果表明:合成的磁性氧化硅复合颗粒核壳结构明显,分散性良好,粒径约为150 nm;饱和磁强度为32.1 A?m2/kg,具有良好的超顺磁特性。将其应用于4-硝基苯酚的催化还原,转化频率(TOF)值高达70 s-1,远高于文献报道值,五次循环反应后的转化率依然高达98%,证实其具备高催化活性及良好的循环催化性能。

铜酞菁-多壁碳纳米管复合材料制备及其选择性氧化苯甲醇为苯甲醛性能研究

合成了新型四取代铜酞菁-多壁碳纳米管复合材料([4a(OPh-p-Cl_(2))CuPc]-MWCNTs)以有效地催化苯甲醇氧化为苯甲醛。复合材料很容易获得,并通过紫外-可见光谱、X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行了很好的表征。为了实现高效,选择性的催化作用,研究了溶剂种类、氧化剂种类和用量、催化剂用量、温度和反应时间的影响。在筛选实验中,[4a(OPh-p-Cl_(2))CuPc]-MWCNTs复合材料在苯甲醇氧化反应中具有很高的催化活性。在5mg[4a(OPh-p-Cl_(2))CuPc]-MWCNTs,氧化剂为过氧化氢叔丁基,650μL甲苯中60℃持续6h的最佳条件下获得最高的苯甲醇转化率62.12%和苯甲醛选择性93.19%。此外,还探讨了[4a(OPh-p-Cl_(2))CuPc]-MWCNTs复合物选择性地将苯甲醇氧化为苯甲醛的可能反应机理。

无机-高分子-无机多组分核壳纳米复合材料的制备和表征

Fe3O4 nanoparticles were prepared by chemical co-precipitation using palmitic acid as surfactant,then a uniformly dispersed system of Fe3O4@Polymethylmethacrylates(PMMA) core-shell structure was obtained.Furtherm-ore,polymethylmethacrylates(PNIPAM) was encapsulated on the surface of the Fe3O4@PMMA core-shell nano-structure to get Fe3O4@PMMA@PNIPAM double shell-core composite structure.After that,the Ag nano-particles were assembled on the surface of Fe3O4@PMMA@PNIPAM taking advantage of coordination reaction between Ag+ and nitrogen atom on the amide group of PNIPAM.The magnetism of composites is convenient for the catalyst separation from the solution.

Fe3O4@Au核-壳纳米复合材料的制备及对农药福美双的SERS检测研究

首先采用热分解法制备了Fe3O4纳米材料,再将其作为磁性核,分别采用种子沉积法和种子介导生长法制备了Fe3O4-Au核-卫星纳米复合材料和Fe3O4@Au核-壳纳米复合材料,并对其形貌和性能进行了表征分析.结果表明,所制备的Fe3O4-Au核-卫星和Fe3O4@Au核-壳纳米复合材料粒径均匀,Au纳米颗粒均匀沉积/包覆在Fe3O4纳米材料表面,且样品均具有良好的磁响应性.使用4-氨基苯硫酚(4-ATP)作为拉曼探针分子,对比了这两种纳米复合材料作为SERS基底时的拉曼信号增强效果.结果显示,Fe3O4@Au核-壳纳米复合材料是更优秀的SERS基底,且该SERS基底具有良好的信号再现性.最后,使用Fe3O4@Au核-壳纳米复合材料作为SERS基底,成功地在苹果皮上检测出残留福美双的SERS信号.

Fe_(3)O_(4)-MWCNTs杂化纳米纸对纤维增强复合材料吸波性能的影响

本工作采用原位合成法及真空抽滤法制备了四氧化三铁-多壁碳纳米管(Fe_(3)O_(4)-MWCNTs)杂化纳米粒子及杂化纳米纸,并将这类杂化纳米纸铺贴于玻璃纤维/环氧树脂(GF/EP)基板上制备了吸波复合材料,此类吸波材料极大地改善了吸波涂层在应用中用量受限、成型工艺差、吸波性能难以调控的问题。研究结果表明:在Fe_(3)O_(4)含量为30%(质量分数,下同)时,Fe_(3)O_(4)/MWCNTs杂化纳米粒子及其纳米纸吸波性能最佳,杂化纳米粒子的反射损耗RL<-10 dB的频宽为2.88 GHz,最小RL在14.7 GHz处可达-26.36 dB;杂化纳米纸的RL<-10 dB的频宽为6.0 GHz,最小RL在16.3 GHz处可达-26.4 GHz。吸波复合材料经EP表面处理后的吸波性能得到提高,最小RL在14.2 GHz处达到-25.6 dB;多层铺贴杂化纳米纸增加了吸波层厚度,提高了吸波复合材料的吸波性能,当铺贴两层纳米纸时材料的吸波性能最佳,RL<-6 dB的频宽为4.5 GHz,最小RL在12.4 GHz处可达-31.2 dB。

Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)/HDI-CNTs/PUU纳米复合材料的制备与性能研究

为了拓宽形状记忆高分子材料聚(脲-氨酯)的形状记忆响应方式,向聚(脲-氨酯)基体中添加四氧化三铁纳米粒子和碳纳米管。为了改善四氧化三铁纳米粒子在基体中的分散性,对四氧化三铁纳米粒子进行了SiO_(2)包覆;为了避免碳纳米管在基体发生自聚,向碳纳米管表面引入异氰酸酯基团,从而使碳纳米管以化学键合的方式分散在基体中。通过对Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)/HDI-CNTs/PUU纳米复合材料的结构、拉伸性能、形状记忆性能等的研究,结果表明,当Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)添加量为5%,HDI-CNTs添加量为3%时,材料的综合性能较优。

碳纳米管/四氧化三铁复合分散电极对蒽醌染料的脱色研究

以溶剂热法制备了一种多壁碳纳米管-四氧化三铁(MWCNT-Fe_(3)O_(4))复合材料,并以此作为分散电极,制备了三维电催化氧化电解池,对蒽醌染料分散蓝2BLN进行脱色。通过透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)对MWCNT-Fe_(3)O_(4)复合材料进行相组成、形貌及结构分析表征;以分散蓝2BLN的脱色率作为评定标准设计正交试验,通过极差和方差分析探讨电压、电解盐浓度和催化剂用量对脱色率的影响规律;探讨分别以MWCNT-Fe_(3)O_(4)、MWCNT和Fe_(3)O_(4)作为附加电极时,对染料脱色率的影响。结果表明:各因素对脱色率的影响程度由大到小依次为电压、电解盐浓度和催化剂用量;以MWCNT-Fe_(3)O_(4)作为附加电极,在电压为17V,电解盐浓度为1mol/L,催化剂用量为75mg/L的条件下,对分散蓝2BLN脱色,3h后脱色率可达到98.79%。

磁性纳米TiO_2/Fe_3O_4光催化复合材料的制备及性能

采用溶胶 -凝胶法 ,在磁性Fe3 O4表面包覆TiO2 ,制备了一种新型纳米TiO2 /Fe3 O4光催化复合材料 .XRD ,TEM对材料形态结构及包覆情况的分析 ,显示TiO2 包覆在Fe3 O4表面 ,形成平均尺寸为 3 5～ 5 0nm的复合结构 ;UV vis吸收曲线表明 ,复合材料对光的吸收出现红移 ,吸收强度增大 ;对染料废水光催化降解的模拟研究表明 ,该复合材料对活性艳红染料的脱色率达 10 0 % ,是一种便于回收。

核-壳型四氧化三铁纳米催化剂的研究进展

核-壳型纳米催化剂是由一层或多层外壳包裹在核心材料外表面形成,该结构具有增大材料的比表面积,提高催化剂对于催化目标的吸附能力,有效减少纳米粒子的团聚等优点,表现出良好的耐化学侵蚀特性,可广泛应用于加氢、氧化、光催化和电催化等领域。四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))具有磁性强、比表面积高、兼容性好等特点,Fe_(3)O_(4)核心赋予了核-壳结构催化剂易于回收的特点,因此在污水处理、氧化还原反应催化等领域备受青睐。外壳材料包括非金属(C)、金属氧化物(TiO_(2),SiO_(2),MnO等)和金属(Co, Mn, Pt, Te等)。综述了单层外壳和多层外壳结构核-壳型Fe_(3)O_(4)纳米催化剂的研究进展,并讨论了催化剂的外壳材料、制备方法、催化机理等特性。

磁性纳米粒子对聚乙二醇/埃洛石复合材料相变性能的影响

采用物理共混法制备聚乙二醇(PEG-2000)/埃洛石(HNT)/四氧化三铁(Fe3O4)复合相变储能材料.通过透射电镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)等对所制备的相变材料进行表征,讨论埃洛石和四氧化三铁改善聚乙二醇相变性能的原因.结果表明:聚乙二醇很好地吸附在埃洛石的表面并保持了纳米管状结构;磁性Fe3O4纳米颗粒的存在可有效提高相变复合材料的相变温度与相变潜热.

铁泥制备纳米四氧化三铁

以铁泥为原料,采用氧化-共沉淀相转移法制备纳米四氧化三铁.通过实验确定反应的最佳条件是pH=9,相转化反应温度为80℃,相转化时间为2 h,R=n(Fe3+)/n(Fe2+)为1.75.利用IR、XRD、SEM进行表征,根据Scherrer公试计算产品粒径,平均粒径为62 mm.