纳米Fe2O3粉末的表面吸附性能

采用TG-DTA结合XRD等实验方法,研究纳米级Fe2O3粉末的表面吸附性能;分析Fe2O3粉末表面吸附水量及脱附热与纳米颗粒尺寸的依赖关系;利用数学模型结合热力学理论定量描述纳米Fe2O3颗粒的比表面能和表面过剩吉布斯函数,及其随颗粒尺寸的变化关系。结果表明:随纳米Fe2O3颗粒尺寸减小,脱附水的温度区间逐渐增宽,脱水量和脱附热增大;且比表面积的显著增大导致比表面能、表面过剩吉布斯自由能明显升高,纳米颗粒吸附性能增强。

纳米SiO2和纳米Fe2O3掺量对混凝土性能的影响

研究了纳米SiO2和纳米Fe2O3掺量对混凝土坍落度、力学性能、抗盐冻性能以及抗渗性能的影响,并进一步采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)分析了纳米改性混凝土在浓度为3%的NaCl溶液中冻融循环试验前后微观形貌和元素组成的差异。结果表明:在低掺量下,掺入纳米材料对混凝土的和易性无显著不利影响,且当掺量为1.2%时,纳米改性混凝土的各项性能最优。掺加纳米SiO2和纳米Fe2O3均能促进水泥浆体的水化深度,改善混凝土密实性,并形成一定的粗糙结构从而阻止微裂纹扩展,提高混凝土的抗压和抗折强度,降低电通量和冻融质量损失率,增大混凝土相对动弹性模量。而同等掺量下,掺加纳米SiO2的效果比掺加纳米Fe2O3的效果好。

膜法脱盐对纳米Fe2O3粉体粒度形貌等的影响

以截留分子量为100kDa的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜纯化液相沉淀法合成的纳米氧化铁水合物乳液,并以SEM、XRD、BET等考察不同残留氯化物含量对纳米Fe2O3粉体粒径、比表面积、形貌等微观结构的影响。结果表明,膜法纯化后纳米Fe2O3粉体颗粒呈规则球状,表面界限清晰,且粒径变小,比表面积增大,性能因而得到优化。

纳米Fe2O3和纳米Fe3O4水泥基材料的力学性能与作用机理

为研究纳米Fe2O3和纳米Fe3O4对水泥基材料的改性作用,通过物理试验分析纳米Fe2O3和纳米Fe3O4对低水胶比水泥基材料力学性能、耐久性及渗透性的影响,并分析其作用机制。结果表明,0.5%~4.0%纳米Fe3O4和纳米Fe2O3能降低低水胶比水泥基材料的扩展度和坍落度,分别降低了1.38%~9.66%/3.45%~16.55%和2.33%~18.60%/4.65%~37.21%,纳米Fe2O3对水泥基材料扩展度和坍落度的影响是纳米Fe3O4的1.7~2.5、1.8~2.0倍。0.5%~4.0%纳米Fe2O3和Fe3O4能提高水泥基材料的抗折/抗压强度和渗透性能,掺量分别以0.5%和1.0%为宜,但纳米Fe2O3对水泥基材料抗折/抗压强度和渗透性能的改性作用优于纳米Fe3O4。综合来看,由于纳米材料具有比表面积大和吸附性强等特点,既能改善水泥基材料的流动性,还能细化水泥基材料孔结构和促进水泥水化的作用。因此,纳米Fe2O3和纳米Fe3O4能在一定程度上改善低水胶比水泥基材料的力学性能和耐久性。

柚皮活性炭/纳米Fe2O3的制备及其在超级电容器中的应用

具有高比表面积和低成本的活性炭是理想的超级电容器电极材料,但其作为电极材料时与金属氧化物电极相比电荷储存能力有所不足,因此通过对活性炭进行改性以提高其比电容成为研究焦点.以柚皮为碳源、硝酸铁为铁源制备柚皮活性炭/纳米Fe2O3复合材料,并通过系统表征研究其形态、结构和电化学性能.结果表明:引入纳米Fe2O3提高了活性炭的电化学性能,在电流密度为1A/g时,活性炭的比电容为159.6F/g,而复合材料的比电容增至276.0F/g;此外在对称超级电容器中,360W/kg功率密度下的复合材料获得了9.39Wh/kg的能量密度.

同步辐射X射线小角散射法研究纳米ZnO和Fe_2O_3颗粒在分散介质中的尺寸和形态

为了准确评价纳米材料在生物体系中的作用,首先需要表征纳米材料在生物体系相关条件下的尺寸和团聚状态。本文应用同步辐射X射线小角散射技术测量了纳米ZnO和Fe2O3颗粒在1%羧甲基纤维素钠悬浮液中的粒径和形状,并与透射电镜的结果进行了比较。结果表明纳米颗粒在分散介质会发生聚集,聚集后的粒径大于单颗粒纳米ZnO和Fe2O3的粒径,但ZnO和Fe2O3在介质中的粒径未随着浓度的升高发生显著变化,表明纳米ZnO和Fe2O3颗粒在1%的羧甲基纤维素钠溶液中稳定。

纳米α-Fe_2O_3合成及光催化法处理染料中间体废水

用回流均匀沉淀法合成了纳米三氧化二铁粉体并对其进行了表征,所得产物均为高纯度纳米α-Fe2O3。探讨了干燥方式及煅烧温度等制备条件对催化剂性能的影响。以纳米三氧化二铁为催化剂,高压汞灯为光源,用光催化法处理染料中间体废水。考察了三氧化二铁用量、双氧水用量、pH、反应时间等因素对降解效果的影响,结果表明:Fe2O3/UV/H2O2体系能有效地降低废水中的CODCr,在三氧化二铁用量为1.50 g/L、双氧水用量为1.5‰(体积分数)、pH=3.0、300 W汞灯光照4 h的条件下,废水的CODCr从1 177 mg/L降到533 mg/L,去除率达到56.88%。太阳光/Fe2O3/H2O2体系处理废水,CODCr去除率也可达到48.50%。对处理前后废水中的有机污染物成分进行GC-MS分析,证明该法可有效地降解废水中大多数有害物质。

纳米Fe_2O_3对镁铬耐火材料烧结及力学性能的影响

在镁铬耐火材料中添加纳米Fe_2O_3,研究了它对镁铬耐火材料烧结性能与常温力学性能的影响。结果发现,在相同的工艺条件下,加入1％(外加)的纳米Fe_2O_3即可使镁铬砖的烧成温度降低150℃左右,并在相同烧成温度下能使试样的常温抗折强度和耐压强度大幅度提高。分析认为,在镁铬耐火材料中添加少量纳米级Fe_2O_3,可促进MgO-FeO固溶体中Cr^(3+)和Al^(3+)含量的提高,增强镁铬砖的直接结合程度,从而提高其力学性能。

复合纳米Fe_2O_3/TiO_2可见光催化降解邻甲酚溶液的研究

以复合纳米Fe2O3/TiO2作为催化剂,日光色镝灯为光源,研究了邻甲酚溶液的可见光降解。考察了催化剂制备方法、催化剂使用量、溶液pH、催化剂重复使用等条件对可见光降解的影响。实验结果表明,1%Fe2O3/TiO2(n)对邻甲酚溶液的可见光降解效果最优,比TiO2(p25)的降解率提高了2.6倍。在实验条件下,可见光降解3h,邻甲酚溶液的浓度去除率达95.4%,TOC去除率为72.3%。在较宽的浓度范围内,邻甲酚的反应服从一级动力学反应方程,随着浓度的增大,反应速率常数不断降低。

纳米Fe_2O_3对钨系延期药燃烧性能的影响

为了研究纳米Fe2O3对钨系延期药燃烧性能的影响,配制了0#(基药)、1#(外加2%普通Fe2O3)和2#(外加2%纳米Fe2O3)三组药剂进行燃速测试。结果表明,与0#相比,1#和2#的燃烧速度改变不大,但1#和2#的燃速标准差分别下降了29%和47%,相对误差分别下降了35%和51%。为了探索其中的原因,用TG-DTA对三组药剂进行测试,结果表明普通Fe2O3和纳米Fe2O3对钨系延期药热性能的影响相似,可以改变反应历程,降低发火温度约10℃,并能减少气体产物。

纳米Fe_2O_3光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

用纳米Fe2O3悬浮体系成功地进行了光催化还原Cr(Ⅵ),提出了光催化还原Cr(Ⅵ)的最佳条件,确立了在溶液中H2SO4浓度为0 5mol/dm3,在质量浓度为80mg/dm3的50cm3Cr(Ⅵ)溶液中,催化剂用量为0 2g,光照时间5h,Cr(Ⅵ)的光还原率达87%以上。同时,还探讨了无机离子对光催化还原Cr(Ⅵ)的影响。试验结果表明:纳米Fe2O3光催化还原Cr(Ⅵ)是可行的,符合一级反应速率方程:1nC=-0 3623t+3 908。

纳米Fe_2O_3颗粒填充UHMWPE复合材料摩擦表面的原子力显微分析

用纳米Fe2O3颗粒填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制备纳米复合材料。在MM200型摩擦磨损试验机上考察复合材料的摩擦磨损特性,用原子力显微镜观察分析复合材料摩擦表面的微观形貌,综合分析材料摩擦磨损的微观机理。结果表明,纳米Fe2O3颗粒填充UHMWPE可有效改善基体材料的摩擦学性能,其微观磨损机理由犁沟切削失效为主转化为微疲劳失效为主,在原子力显微镜下可以清楚地观察到在摩擦表面突起的纳米颗粒和摩擦过程中在基体中形成的疲劳痕线。纳米颗粒在基体中的分散是影响材料磨损性能的主要因素。当纳米颗粒出现团聚时,在颗粒周围会形成微裂纹,从而导致材料磨损加剧。

纳米Fe_2O_3/膨润土复合催化剂的制备及光催化活性

在合成过程中使用表面活性剂聚乙烯醇 (PVA) ,通过铁盐与膨润土浆液反应制备纳米Fe2 O3 /膨润土复合催化剂 .XRD分析结果表明 ,该复合物主要是由α Fe2 O3 构成 ;并以橙二为目标污染物 ,对催化剂的催化活性进行了比较 ,复合催化剂的催化活性要远大于α Fe2 O3 的催化活性 ;不同催化剂 (含有相同质量的α Fe2 O3 )的催化活性为 :Fe A >Fe B >Fe C >Fe D .此外 ,对于复相光催化反应和均相光催化反应进行了比较 ,结果表明 ,复相光催化降解速率要远大于均相光催化降解速率 .

纳米Fe_2O_3水泥基复合材料制备的响应曲面研究

配制三种常用高效减水剂溶液,观察纳米Fe_2O_3在三种溶液中的分散效果;基于响应曲面正交旋转组合设计,并考虑纳米Fe_2O_3掺量(Nano-Fe_2O_3content,NFC)、聚羧酸减水剂母液掺量(Polycarboxylate superplasticizer content,PSC)、水胶比(Water-binder rational,WBR)三因素,研究水泥硬化浆体的配比参数与强度间的响应曲面,分析各参数对强度的影响规律。结果表明:纳米Fe_2O_3在聚羧酸高性能减水剂母液溶液中分散效果最好;当配比参数NFC=0.027、PSC=0.017 5、WBR=0.28时,水泥硬化浆体具有较高的强度;从统计学与实践角度来看,响应曲面方程具有较高的可靠性和精度;抗压强度随PSC的增大先增大后减小,随WBR的增大而减小,随NFC的增大而增大;最佳数值附近存在最适宜配方和掺量,使水泥基复合材料具有较好的强度和施工性;响应曲面法(Response surface methodology,RSM)可广泛应用于新型水泥基复合材料的研发领域,发展前景广阔。

十二烷基苯磺酸钠微乳体系制备纳米Fe_2O_3

在以十二烷基苯磺酸钠DBS为表面活性剂S,正丁醇为助表面活性剂A,甲苯为油相O的微乳体系中,用两相体系法制备了纳米Fe2O3,根据对不同组成微乳液电导率的测定,发现在V(A)/V(O)=0.25与m(A)/m(S)=1.50时,该微乳体系具有最大加溶水量. 考察了反应体系pH值对胶粒萃取率的影响,当pH值为2.0～2.8时,Fe(OH)3胶粒在油相中的萃取率达近100%,用粒度分析、热重分析、程序升温还原、X射线衍射和红外光谱测试技术对其结构进行了表征,得到非晶态、窄粒度分布的纳米Fe2O3,最可几粒径为17.1 nm,其H2-TPR还原峰温明显低于普通Fe2O3的,其粉体前驱主要成分为FeOOH,随着焙烧温度的升高,经由Fe3O4转化为Fe2O3,继续升高温度后,团聚现象明显,最佳的焙烧温度为400 ℃.

纳米ZrO2和Fe2O3在处理含铬(VI)废水中的应用

采用较简单方法合成了光催化活性较低、吸附性能较好的纳米ZrO2及纳米Fe2O3,分别研究了两种纳米金属氧化物对Cr(VI)的吸附行为并进行了相应比较。结果表明,两种纳米金属氧化物对Cr(VI)的吸附酸度较宽,吸附效率较高,吸附时间短,吸附Cr(VI)后的纳米金属氧化物用2.0mol/LNaOH洗脱处理后均可重复使用,应用于环境水样中Cr(VI)的处理效果很好。同时,综合考虑两种金属氧化物对Cr(VI)吸附行为的差异及制备成本,认为纳米Fe2O3是更佳的Cr(VI)处理剂。

纳米和微米Fe_2O_3颗粒填充UHMWPE基复合材料的摩擦学性能研究

利用MM 200型摩擦磨损试验机,较系统地考察了纳米Fe2O3填充的UHMWPE基复合材料的摩擦学性能,并与微米Fe2O3填充的复合材料作了对比研究。结果显示纳米Fe2O3粉体增强UHMWPE复合材料比微米Fe2O3粉体增强UHMWPE具有更好的减磨和抗磨性,文中对纳米和微米Fe2O3颗粒增强UHMWPE的磨损机理进行了分析。

微波辐射沉淀法制备碳纳米管负载均分散Fe_2O_3

本文研究了微波辐射沉淀法制备碳纳米管负载Fe2O3粒子。实验表明,采用微波辐射并加入十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂,可在较短时间内,制备出碳纳米管负载均分散的Fe2O3粒子,并对一系列影响因素进行了理论分析。

纳米Fe_2O_3的有机表面改性及表征

研究了纳米Fe2O3有机表面改性的影响因素,确定了最优改性剂和改性条件。采用红外光谱(FT-IR)、热分析(TG)、透射电镜(TEM)和分散性实验对表面改性前后的纳米Fe2O3进行了表征。实验结果表明,以硬脂酸为改性剂、用量为15%、pH值为8、改性时间为2 h时,改性后的纳米Fe2O3的亲油化度达到89.47%。红外光谱和热分析显示,硬脂酸以化学键合的方式结合在纳米Fe2O3的表面,其质量分数约为11%。透射电镜(TEM)和分散性实验表明,经硬脂酸有机表面改性的纳米Fe2O3具有亲油疏水性能,能较好地分散于有机溶剂二甲苯中。

纳米Fe_2O_3和Fe_3O_4的制备及其催化高氯酸铵热分解性能的研究——一个仪器分析综合实验

介绍一个仪器分析综合实验——纳米Fe_2O_3和Fe_3O_4的制备及其催化高氯酸铵热分解性能的研究。采用水热法合成纳米Fe_3O_4,进而煅烧得到纳米Fe_2O_3。使用X射线粉末衍射(XRD)对制得的样品结构进行表征,通过透射电镜(TEM)可以发现其为球形颗粒,粒径在10–20 nm范围内。将制得的纳米Fe_2O_3和纳米Fe_3O_4按不同比例加入高氯酸铵(AP)中,通过对混合物进行热分析(TG-DSC),发现纳米Fe_2O_3和纳米Fe_3O_4可以明显促进AP的分解,且Fe_2O_3的催化效果优于Fe_3O_4的催化效果,并对催化机理进行了简单讨论。通过该实验,可以让学生学习水热反应的方法,掌握利用XRD、热分析等多种手段对化合物结构及性能进行表征的技能。