Fe_3O_4磁性纳米粒子-氧化石墨烯复合材料的可控制备及结构与性能表征

首先利用高温分解法制备了粒径为18nm的Fe3O4磁性纳米粒子,并进行羧基化修饰,然后与聚乙烯亚胺(PEI)化学修饰的氧化石墨烯进行交联反应,得到磁功能化的氧化石墨烯(MGO)复合材料.研究了氧化石墨烯片上的磁性纳米粒子的可控负载及其对复合材料磁性能的影响.利用透射电子显微镜(TEM),原子力显微镜(AFM),X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外(FT-IR)光谱,热重分析(TGA),振荡样品磁强计(VSM)等手段对MGO复合材料的形貌,结构和磁性能进行了表征.结果表明,我们发展的MGO复合材料的制备方法具有简单、可控的优点,所制备的MGO复合材料具有较高的超顺磁性.该类磁性氧化石墨烯复合材料有望在磁靶向药物、基因输运、磁共振造影以及磁介导的生物分离和去除环境污染物等领域获得广泛的应用.

聚吡咯-Fe_3O_4纳米复合材料的制备与表征及性能

用共沉淀方法制备出平均粒径在10 nm左右的Fe3O4纳米粒子,然后在阳离子表面活性剂的引导下采用原位化学氧化聚合法,合成出聚吡咯-Fe3O4纳米复合材料.同时对此纳米复合材料的结构和性能进行了研究.结果表明Fe3O4纳米粒子和聚吡咯之间存在着一定的相互作用,从而有利于吡咯单体在Fe3O4纳米粒子的表面发生聚合反应,进而Fe3O4纳米粒子被聚吡咯所包覆.聚吡咯/Fe3O4纳米复合材料同时具有导电性和磁性,其导电性随着Fe3O4纳米粒子含量的增加先增大后减小,磁性则始终随着Fe3O4纳米粒子含量的增加而增大.

基于碳纳米管/L-半胱氨酸/Fe_3O_4@Au纳米复合材料的电流型甲胎蛋白免疫传感器的研究

将DMF(N,N-二甲基甲酰胺)分散的多壁碳纳米管(MWNT)修饰在金电极表面,再将修饰电极依次沉积纳米金和L-半胱氨酸(L-Cys),并通过半胱氨酸中的巯基吸附Fe3O4@Au纳米复合材料,再固载甲胎蛋白抗体(anti-AFP),以牛血清白蛋白(BSA)封闭非特异性吸附位点,构建了高灵敏、稳定的新型电流型甲胎蛋白免疫传感器。实验通过扫描透射电子显微镜(TEM)对DMF-MWNT和Fe3O4@Au复合纳米粒子进行了表征。在优化的实验条件下,此免疫传感器对甲胎蛋白抗原的检测范围为0.1～150μg/L,检出限为0.03μg/L。

石墨烯负载纳米Fe_3O_4复合材料的摩擦学性能

采用液相超声直接剥离法制备了石墨烯负载纳米Fe3O4复合材料,用SEM、TEM对其形貌进行了表征,利用多功能往复摩擦磨损试验仪考察了石墨烯负载纳米Fe3O4复合材料在纯水中的摩擦磨损性能。通过SEM、XPS分别分析了磨痕表面的形貌、典型元素的化学状态,初步探讨了石墨烯负载纳米Fe3O4复合材料在纯水中的润滑机理。结果表明：纳米Fe3O4均匀分布于多层石墨烯片层表面和层间,粒径为20~90 nm;其作为纯水添加剂具有良好的减摩抗磨性能,如试验载荷为10 N,浓度为0.01wt%的石墨烯负载纳米Fe3O4复合材料水分散体系润滑时比纯水润滑的摩擦系数和磨损体积分别下降26.7%和35.4%,这主要是由于复合材料在磨损表面形成了吸附膜、含石墨烯和纳米Fe3O4的边界润滑膜,抑制了Fe的氧化,减轻了摩擦表面的磨损。

纳米Fe_3O_4与纳米SrO·6Fe_2O_3填充丁腈橡胶复合材料的摩擦磨损性能比较

采用共混法制备了NBR/Fe3O4复合材料和NBR/SrO.6Fe2O3复合材料,使用UMT-2MT摩擦磨损试验机和2206型表面粗糙度测量仪对复合材料的摩擦系数和摩擦磨损状况进行了测试.通过扫描电子显微镜与X射线能量色散谱仪对NBR/Fe3O4复合材料的表面微观形貌以及纳米粒子在橡胶中的分布情况进行了探讨.结果表明:2种纳米材料的加入均能够改善NBR的耐磨性,其中NBR/Fe3O4复合材料的耐磨效果更佳.Fe3O4和SrO.6Fe2O32种纳米粒子的最佳添加量均为10%左右(质量分数).纳米Fe3O4粒子的加入使得NBR的摩擦系数与磨损率有较大幅度的减小,而纳米SrO.6Fe2O3在添加量为10%～30%的范围内,随着添加量的加大,摩擦系数与磨损率不断加大.NBR/Fe3O4复合材料在纳米粒子含量10%左右时具有较好的表面结构,且纳米Fe3O4粒子在复合材料中分布较为均匀.

外贴Fe3O4/CNTs杂化碳纳米纸的碳纳米管复合材料吸波性能

通过对Fe3O4纳米粒子接枝碳纳米管的单分散水溶液真空吸滤制备出一种新型的杂化碳纳米纸,它与树脂浸润良好,可以与复合材料一体成型。分别借助FE-SEM、EDS、BJH法和振动样品磁强计表征杂化碳纳米纸及其复合材料的微观形貌、元素组成、平均孔径分布和磁性能。在8.2~18 GHz频段内利用波导法测量碳纳米管共混复合材料和外贴杂化碳纳米纸/碳纳米管共混复合材料的电磁参数和吸波反射率。研究结果表明：外贴一层杂化碳纳米纸（厚0.1 mm）后,碳纳米管共混复合材料的磁损耗明显增加,在8.2~18 GHz微波频段内吸波反射率基本上全部小于–10 d B（频宽大于9.7 GHz）,在15.42 GHz位置,反射损耗峰达–43.18 d B,远优于碳纳米管共混复合材料。

核壳结构Fe_3O_4@TiO_2磁性纳米复合材料的制备及性能表征

利用热分解油酸铁复合物得到油相Fe_3O_4磁性纳米粒子,以冰醋酸、钛酸四异丙酯和乙醇组成混合溶液,采用水热仿生合成法制备Fe_3O_4@TiO_2核壳结构磁性纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)及振动样品磁强计(VSM)对材料的形貌、结构、磁学性能等进行了分析表征。结果表明,TiO_2在Fe_3O_4颗粒表面进行了有效的包覆,形成了良好的包覆层,产品分散性好、结晶度高、形态稳定、磁性良好,为其在环境保护、生物、光催化等诸多领域的潜在应用提供了有利条件。

磁性纳米Fe3O4与Fe3O4/TiO2复合材料的制备

用共沉淀法制备了纳米Fe3O4.TEM及XRD的测定结果表明制备了尖晶石型纳米Fe3O4,VSM结果显示样品具有超顺磁性.在此基础上采用均匀沉淀法制备了Fe3O4/TiO2复合材料,XRD和UV-Vis结果表明制备出双层封闭结构的复合粒子的光吸收带发生了较大幅度的红移,并进入可见光区,同时吸收光强度也明显增大,这对开发日光型催化剂是十分有利的.

α-Fe_2O_3/Fe_3O_4纳米复合材料的相变化及室温磁性质

为研究纳米α-Fe2O3和Fe3O4在受热过程中的物相变化过程和磁学性质,采用燃烧合成方法制备了含α-Fe2O3和Fe3O4不同尺寸的纳米复合材料.用XRD、TEM、穆斯堡尔谱和振动样品磁强计,表征纳米复合材料相变化过程中的性质.结果表明,低于450℃煅烧的复合材料样品中含有一定量的超顺磁相,该相影响着此温度以下煅烧得到的纳米复合材料的磁性质,晶粒尺寸在该温度附近也具有临界现象;复合材料中存在的超顺磁相是超细颗粒尺寸α-Fe2O3和Fe3O4的贡献;当复合材料中的超顺磁相消失后,随煅烧温度提高在复合材料中α-Fe2O3的质量分数不断增加,而Fe3O4的质量分数不断降低直至消失.

聚丙烯酸/Fe_3O_4纳米复合材料的制备及性能研究

将聚丙烯酸(PAA)溶液与纳米Fe3O4粒子共混制得PAA/Fe3O4磁性纳米复合材料。用透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)、动态超显微硬度仪(DUHMT)和磁性能测量系统(MPMS)对材料进行了表征。结果表明,复合材料中Fe3O4粒子的平均粒径约为10 nm且能较好分散;PAA可通过羧基中的氧原子与Fe3O4中的Fe原子以配位键方式相结合,进而形成一定的交联网络结构;复合材料的热稳定性由于这种特殊相互作用的存在而提高;随着Fe3O4含量的增加,复合材料的压痕深度降低,弹性和硬度增加;复合材料在300 K时表现出超顺磁性。

Fe(Ⅲ)-Salen功能化纳米Fe_3O_4复合材料的合成及其对三氯苯的催化降解性能

采用溶剂热制备了氨基功能化纳米Fe_3O_4磁性复合材料(NH2-nFe_3O_4),并进一步通过缩合、配位等反应得到Fe(Ⅲ)-Salen功能化纳米Fe_3O_4复合材料(nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen).通过元素分析(EA)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)等手段对其进行了组成、结构、形貌、磁性等表征.结果表明,nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen平均粒径为约200 nm,饱和磁化强度为24.8 emu·g-1.催化剂为nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen,研究了其在可见光/H_2O_2类Fenton体系催化降解水中2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)的性能.研究发现,当nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen用量≥0.8 g·L^(-1),溶液pH值为4.0—7.0,H_2O_2浓度为8.16—40.8 mmol·L^(-1)时,nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen/H_2O_2/可见光体系可以实现对浓度<50.0 mg·L^(-1)(253.2 mg·L^(-1))的TCP溶液在5 min内近100%降解,较普通Fenton反应体系有更宽的pH适用范围.循环使用5次后,该催化体系对TCP的降解率仍能保持95%以上,nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen是有优异潜力的水中TCP绿色催化剂.

磁性纳米TiO_2/Fe_3O_4复合材料的制备及光催化降解性能

采用均匀沉淀法在Fe3O4表面包覆TiO2,制备新型纳米TiO2/Fe3O4光催化材料,并通过改变pH值、温度、TiO2/Fe3O4的比例和硫酸钛浓度等得到材料制备的最佳条件.用X射线衍射分析了复合颗粒的形态结构及包覆情况.通过可溶性染料活性艳红X-3B的降解反应,考察了光催化活性.结果表明,用最佳条件制备的复合材料对活性艳红的脱色率达97.12%.光降解动力学结果表明:对活性艳红X-3B染料的光催化降解反应符合一级反应动力学.

Fe_3O_4/TiO_2纳米磁性复合材料的直接包覆制备与表征

将纳米TiO2胶体直接吸附包覆在磁性Fe3O4表面制备了Fe3O4/TiO2纳米磁性复合材料,采用XRD、XPS、SEM、FT-IR和磁性材料综合物性测量系统(PPMS)等对复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明:该复合材料的最佳制备条件为搅拌时间2h,搅拌转速350r·min-1;由于静电作用,纳米TiO2对磁性Fe3O4具有良好的包覆效果,所得复合材料粒子为球形颗粒,且具有良好的单分散性,平均粒径约为56nm,复合材料的饱和磁化强度为3.5A·m2·kg-1,矫顽力为1 750A·m-1。

磁性Fe_3O_4/碳纳米管复合材料光催化处理刚果红染料废水

采用共沉淀法制备了一种磁性Fe3O4/CNTs(碳纳米管复合物),采用XRD、SEM、VSM等对Fe3O4/CNTs复合材料的晶相、颗粒大小和磁性能进行了表征。以刚果红染料废水处理为例,研究了不同处理工艺、催化剂投加量、溶液p H、催化剂重复使用等因素对Fe3O4/CNTs材料光催化脱色刚果红染料废水效果的影响。结果表明,当刚果红染料起始质量浓度为10 mg/L,用量为0.2 g/L,3%的H2O20.2 m L,光照50 min后,Fe3O4/CNTs对刚果红溶液的脱色率达到97.0%。催化剂重复使用第4次,对刚果红染料的脱色率仍可达87%以上。此外,Fe3O4纳米粒子的存在使Fe3O4/CNTs材料具有较强的磁性,且可通过外加磁场将其从处理后的水体中快速分离回收。

磁性可控MWNTs/SDS/Fe_3O_4纳米复合材料的制备及其对亚甲基蓝染料的吸附研究

通过变动Fe、C的摩尔比,利用非共价的方式,借助于表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)将Fe3O4磁性纳米粒子定量地修饰到多壁碳纳米管(MWNTs)的表面,制备出MWNTs/SDS/Fe3O4纳米复合材料。结果表明,随着Fe、C摩尔比中Fe的百分含量升高,磁性复合材料的饱和磁化强度相应增大,所以可以通过改变铁碳比来制备磁性可控的纳米磁性复合材料。另外,MWNTs/SDS/Fe3O4纳米复合材料的吸附实验表明,对亚甲基蓝染料溶液有较高的吸附效率,作为一种磁性材料,利用永磁体,可以轻易地将吸附完成后的纳米复合材料从染料溶液中分离出来,重新收集后循环利用。

纳米磁性Fe_3O_4-SiO_2复合材料的制备和表征

向硅酸四乙酯凝胶体系中加入纳米磁性Fe3O4,得到了Fe3O4-SiO2复合材料,利用BET方法测定了其比表面积和孔分布,用TEM分析观察了其粒子形貌,并测定了复合材料的饱和磁强度曲线,研究表明:这种材料的饱和磁强度较纳米Fe3O4有所下降,而比表面积和孔容明显增大.

纳米Fe_3O_4用量对纳米Fe_3O_4/NR复合材料性能影响的研究

采用乳液共凝法制备纳米Fe3O4/天然橡胶(NR)复合材料,所用纳米Fe3O4是用化学共沉淀法制备的纳米Fe3O4乳液。研究了纳米Fe3O4用量对纳米Fe3O4/NR复合材料的力学性能、热稳定性、加工性能的影响。结果表明:纳米Fe3O4的用量对纳米Fe3O4/NR复合材料的性能有较大的影响。在NR中加入纳米Fe3O4,混炼胶的G′较高,tanδ较小,提高了复合材料的力学性能和热稳定性。当纳米Fe3O4的质量分数为15%时,纳米Fe3O4/NR复合材料的综合性能较好。

基于Pd/Fe_3O_4/rGO纳米复合材料的H_2O_2无酶传感器

环境监测、食品工业、临床、制药等领域对过氧化氢(H_2O_2)的快速、准确检测有极大的需求,而电化学检测方法由于灵敏度高、响应快、检测限低等特点被认为是最理想的H_2O_2检测方法.本文利用电化学沉积的方法将Pd纳米颗粒沉积到四氧化三铁/石墨烯(Fe_3O_4/rGO)纳米复合材料修饰的玻碳电极表面,形成基于新型磁性纳米复合材料的H_2O_2无酶传感器;并采用循环伏安和计时安培电流等方法对修饰电极的电化学性能进行了表征.结果表明:制备的Pd/Fe_3O_4/r GO/GCE对H_2O_2的催化还原显示出较好的电催化活性,Pd纳米颗粒和Fe_3O_4/rGO在催化H_2O_2还原的过程中表现出了良好的协同作用.测定H_2O_2的线性范围为0.05~1 m M和1~2.6 m M两段,最低检测限达到3.918μM(S/N=3).并且该传感器具有较高的灵敏度和较好的重现性和抗干扰性,具有一定的实际应用价值.

纳米Fe_3O_4与纳米SrO·6Fe_2O_3填充丁腈橡胶复合材料的力学与磁学性能

以NBR、纳米Fe3O4和纳米SrO.6Fe2O3为原料制备了NBR/Fe3O4复合材料与NBR/SrO.6Fe2O3复合材料。研究了不同纳米粒子含量时,两种复合材料中的物理机械性能变化、磁学性能以及复合材料中的纳米粒子分布。结果表明:随着纳米粒子的不断加入,复合材料的抗拉强度、300%定伸应力与扯断伸长率不断下降,但是硬度与门尼黏度不断提高。加入的纳米粒子在NBR基体中分布较为均匀。随着纳米Fe3O4粒子和纳米SrO.6Fe2O3含量的加大,复合材料的磁性能不断得到提高。两种复合材料均具有较好软磁性能,为该类复合材料的进一步应用奠定了基础。

聚苯胺/Fe_3O_4纳米复合材料在初始中性溶液中的制备与表征

在没有加酸并含有阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵的Fe3O4纳米粒子悬浮液中,采用原位化学氧化聚合法制备了聚苯胺/Fe3O4纳米复合材料,并用高分辨透射电镜(HRTEM)、红外(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计等对此纳米复合材料的形貌、结构和电磁性能进行了研究,对此纳米复合材料的形成机理也作了分析。研究结果表明Fe3O4纳米粒子被聚苯胺所包覆。Fe3O4纳米粒子和聚苯胺之间存在着一定的相互作用,以利于Fe3O4纳米粒子被聚苯胺所包覆。此纳米复合材料兼具导电性和磁性,Fe3O4的含量对其电磁性能影响很大,随着Fe3O4含量的增加,其室温电导率随之降低,而其饱和磁化强度则随之增加。