碳纳米管/四氧化三铁复合材料的电磁波吸收性能(英文)

采用水热法制备碳纳米管(MWCNT)/四氧化三铁(Fe3O4)复合材料,运用透射电子显微镜、X射线衍射仪、振动样品磁强计及网络矢量分析仪等,对复合材料的微观结构、磁性能及电磁波吸收性能(8.2～12.4 GHz,X波段)进行研究和分析。结果表明,磁性Fe3O4纳米颗粒能够较好地包覆在MWCNTs表面上,并且随着反应混合液中Fe2+和Fe3+浓度的增加,MWCNT/Fe3O4复合材料中的Fe3O4含量增加,MWCNT/Fe3O4复合材料的磁性能增强;当反应混合液中的Fe2+和Fe3+的浓度分别为0.02和0.04 mol/L时,MWCNT/Fe3O4复合材料的电磁波吸收性能最佳,具体表现为吸收峰峰值最低,吸收频宽最宽。

碳纳米管/四氧化三铁复合材料的磁性能和电催化性能

采用水热法制备碳纳米管(MWCNT)/四氧化三铁(Fe3O4)复合材料,运用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外吸收光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)以及循环伏安法等对复合材料的微观结构、磁性能以及电化学行为进行研究和分析。结果表明:在MWCNT/Fe3O4复合材料中,磁性Fe3O4纳米颗粒能够对MWCNTs表面较好的包覆,实现了Fe3O4对MWCNTs的表面修饰;Fe3O4含量(质量分数)为62.5%的复合材料容易被磁化,常温下其饱和磁化强度(Ms)为35.89 A·m2/kg,矫顽力(Hc)为0.19 A/m,表现出良好的顺磁性;MWCNTs/Fe3O4修饰玻碳(GC)电极对H2O2的电化学响应具有良好的促进作用,使其氧化还原过电位升高,氧化峰值电流显著增强。

四氧化三铁/碳纳米管/石墨烯天然胶乳复合材料的制备及性能研究

以铁离子、碳纳米管、氧化石墨烯为原料,经过硫化铵或多巴胺还原、氨水增强的共沉淀法制备四氧化三铁/碳纳米管/石墨烯(Fe_(3)O_(4)/CNT/G)粉体,再将粉末添加到天然胶乳中用流延法制备成复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、拉伸测试仪等表征方法研究了Fe_(3)O_(4)/CNT/G天然胶乳复合材料的结构和力学性能、导电、导磁性能。结果表明:硫化铵工艺制备出来的粉末的导电性和导磁性都要优于多巴胺工艺制备出来的粉末(电导率为0.21S/mm;饱和磁化强度和矫顽力为14.01emu/g和4.11Oe)。当复合材料中Fe_(3)O_(4)/CNT/G粉末添加量为3%时,力学性能达到最佳,拉伸强度为9.8MPa。

四氧化三铁/碳纳米管复合材料的制备及对放射性废水中铜离子的吸附

采用热分解法制备了一种功能性的四氧化三铁/碳纳米管复合材料,磁性四氧化三铁纳米粒子均匀地修饰在多壁碳纳米管表面,而且无团聚现象出现。同时由于复合材料具有超顺磁性,通过外加磁场可以很简单地将其从溶液中分离出来。将该复合材料作为吸附剂用于去除放射性废水中的铜离子,复合材料的吸附作用不仅对时间有很强的依赖性,而且能够高效地去除铜离子,并能通过外加磁场实现快速分离。这种四氧化三铁/碳纳米管复合材料有望成为一种很好的用于放射性废水处理的吸附剂。

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。

基于四氧化三钴-多壁碳纳米管纳米复合材料修饰阳极的苯酚/氧气燃料电池的构建

采用溶剂热法合成了四氧化三钴(Co 3O 4)纳米粒子,将其与酸化处理后的多壁碳纳米管(MWCNTs)通过超声辅助法制备出Co 3O 4-MWCNTs纳米复合材料,然后将纳米复合物修饰在玻碳电极上,制备苯酚/O 2燃料电池的阳极(Co 3O 4-MWCNTs/GCE)。采用扫描电镜、透射电镜及X-射线粉末衍射等方法对所得材料的形貌进行了表征,研究了苯酚在不同电极(GCE、MWCNTs/GCE、Co 3O 4/GCE及Co 3O 4-MWCNTs/GCE)上的循环伏安响应特性,考察了Co 3O 4-MWCNTs修饰电极在不同扫速(20~120 mV/s)和不同浓度(60~300 mg/L)苯酚溶液中电化学响应信号的变化。电化学测试结果表明,与单一的Co 3O 4或者MWCNTs相比,Co 3O 4-MWCNTs纳米复合材料对苯酚电催化氧化性能更好。采用循环伏安法电沉积铂膜为阴极氧还原催化剂,循环沉积30圈后得到铂膜修饰的玻碳电极(Pt/GCE)。以Co 3O 4-MWCNTs/GCE为阳极,Pt/GCE为阴极,构建了苯酚/O 2燃料电池,当苯酚浓度为500 mg/L时,此燃料电池的开路电位(OCP)为0.44 V,在0.35 V下测得最大功率密度(P max)为0.27 mW/cm 2。

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。

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。

四氧化三铁/单壁碳纳米管磁性复合纳米粒子分散固相微萃取-高效液相色谱法测定牛奶中的香精添加剂

通过化学键合的方法制备单壁碳纳米管包覆的四氧化三铁(Fe3O4/C N T s)磁性复合纳米粒子。首先用水热法合成磁性Fe3O4纳米粒子,并进行硅烷氨基化处理,羧基化的单壁碳纳米管通过1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)交联剂反应修饰到Fe3O4纳米颗粒表面。合成的Fe3O4/C N T s复合纳米粒子具有很高的磁响应度和很好的分散能力,是一种很好的分散固相萃取剂。本研究将合成的Fe3O4/C N T s纳米粒子用于分散固相微萃取富集牛奶中的香精添加剂,并与高效液相色谱分析联用,实现了香兰素和乙基香兰素的快速高效富集和高灵敏度检测,两者的检出限达10μg/L,回收率大于92%。本研究表明,合成的Fe3O4/C N T s磁性复合粒子是一种很好的奶制品中香兰素添加剂的样品前处理富集材料。

四氧化三铁/石墨烯纳米复合材料的静电自组装制备及储锂性能

采用一种简单便捷的溶胶静电自组装技术,经高温煅烧还原制得四氧化三铁/还原氧化石墨烯纳米复合材料(FGCM)。经X射线衍射技术(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析技术(TGA)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子谱(XPS)及N 2吸附-脱附实验等方法对复合材料的结构、组成及形貌进行了表征。结果显示,粒径约7 nm的球状Fe_(3)O_(4)颗粒均匀紧密地分散在还原氧化石墨烯(rGO)褶皱状表面,从而有效地避免了Fe_(3)O_(4)颗粒的团聚。将制备的FGCM作为锂离子电池负极材料研究其锂电性能,由于Fe_(3)O_(4)和rGO两组分之间的协同效应,在100 mA·g^(-1)的充放电流密度下,其首次放电比容量高达1405 mAh·g^(-1),经100次充放电循环后其放电比容量仍高达663 mAh·g^(-1)。此外,复合材料亦呈现持久的循环稳定性与优异的倍率性能。研究表明,FGCM是一种集石墨烯和四氧化三铁的优点于一体的优良的锂离子电池负极材料。

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。

聚苯硫醚/四氧化三铁复合材料的力学和磁性能

采用熔融共混的方法制备了聚苯硫醚(PPS)/四氧化三铁(Fe3O4)复合材料,考察了复合材料的形态、力学性能及磁性能。结果表明,均匀分散的Fe3O4粒子与PPS基体界面结合紧密;与纯PPS相比,复合体系在拉伸和弯曲强度显著提高的同时,冲击性能也有所改善;但过多的Fe3O4填充量反而不利于材料力学性能的提升。此外,复合体系的磁性仅依赖于Fe3O4的含量,而与Fe3O4的分散程度无关;因此,要获得既具有良好力学性能,又具有较高磁性的复合材料,30%(质量)左右的Fe3O4填充量较为适宜。

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%。

四氧化三铁/石墨烯纳米复合材料的制备及其超级电容性能

采用一种简单便捷的溶胶静电自组装技术,经高温煅烧还原制得四氧化三铁/还原氧化石墨烯复合纳米材料(FGCM)。经X射线衍射技术(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重-差热分析技术(TGA)等方法对复合材料的组成、结构及形貌进行表征,结果显示粒径约200 nm六方片状的Fe3O4颗粒紧密分布在还原氧化石墨烯(rGO)褶皱状表面。对所制备的FGCM进行超级电容性能测试,结果显示由于Fe3O4和rGO两组分之间的协同效应,复合材料具有很高的充放电比容量,表明FGCM是一种集石墨烯和四氧化三铁优点为一体的优良的超级电容器电极材料。

还原氧化石墨烯/碳纳米管/Co_3O_4三元复合材料的制备与电化学性能

将低温水热反应和低温热处理相结合,制备了含还原氧化石墨烯(RGO)、碳纳米管(CNTs)和Co3O4的三元纳米复合材料RGO-CNTs-Co3O4;利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析了合成产物的相组成和微观结构,分析了其形成过程;并利用电化学测试装置测定了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.结果表明,在合成反应过程中,氧化石墨烯被还原剂肼还原为石墨烯,同时在石墨烯和CNTs表面生成氢氧化钴;再经低温热处理得到RGO-CNTs-Co3O4三元复合材料.Co3O4纳米颗粒均匀分散在由RGO片层和CNTs组成的三维网络结构中;这种三维网络结构既有利于电子和离子的传输,又能够有效抑制Co3O4在脱嵌锂过程中因体积变化引起的结构破坏.总体而言,合成的新型三元复合材料具有高的比容量以及良好的循环性能与倍率性能.

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。

固相剪切磨盘碾磨法制备四氧化三铁/氮掺杂石墨烯复合材料及其在锂离子电池中的应用

固相剪切磨盘碾磨法是一种基于全固相反应、不同于传统球磨方法制备微纳米基功能复合材料的新方法。本文以石墨和纳米四氧化三铁为原料,三聚氰胺为氮掺杂剂,采用固相剪切磨盘碾磨法,成功制备了四氧化三铁/氮掺杂石墨烯复合材料(Fe_3O_4/N-G)。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(RM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积(BET)测试和电化学测试对样品结构、形貌和电化学性能进行表征。测试结果显示:该方法能够在将石墨剥离成少数层石墨烯的同时,实现石墨烯的氮掺杂以及与Fe_3O_4的均匀复合,最终制得Fe_3O_4/N-G复合材料;将该复合材料作为锂离子电池负极材料,表现出优异的循环稳定性,在100mA·g-1的电流密度下经过100次循环后,Fe_3O_4/N-G可逆比容量保持在869 mAh·g-1,远高于纯Fe_3O_4的78mAh·g-1。该方法为制备石墨烯基复合电极材料提供了绿色环保、简便易行的新方法。

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。