Fe2O3纳米管的模拟酶活性研究及在H2O2检测中的应用

合成了一种具有过氧化物酶活性的新型铁系纳米材料,通过XPS、TEM确定合成的纳米材料为Fe2O3纳米管,可以催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)的氧化,在pH 3.5的醋酸盐缓冲液中形成蓝色产物。研究发现,Fe2O3纳米管的催化机理与乒乓机理相符,而模拟过氧化物酶的性能完全由Fe2O3纳米管而不是浸出液中的金属离子引起。建立了一种比色测定水中过氧化氢的方法。652 nm处吸光度的变化与H2O2浓度在1.07×10-6~1.00×10-4 mol/L范围内有良好的线性关系,检出限为3.22×10-7 mol/L。可为进一步发展基于纳米材料的模拟酶的应用提供参考。

基于聚乙烯醇/Fe_2O_3纳米颗粒的纤维素酶固定化

以聚乙烯醇/Fe2O3磁性纳米颗粒为纤维素酶固定化载体,通过反复冻融的方法成功地实现了纤维素酶固定化.采用透射电镜、红外光谱仪、振动样品磁强度计对固定化酶复合体进行了表征,结果显示,固定化酶复合体为大小约1μm的微凝胶团,内含10nm左右的Fe2O3纳米颗粒.研究影响固定化因素后发现,当pH为6,固定化时间为11h,纤维素酶/PVA质量比为4,PVA/Fe质量比为50时,固定化纤维素酶效果最好.通过该方法固定后酶活回收率达42%,酶水解效率显著提高,经过5次反应后的固定化酶相对酶活力保留50%以上.因此,基于聚乙烯醇/Fe2O3纳米颗粒的纤维素酶固定有利于酶的循环使用并显著提高酶的使用效率,是一种有效固定化纤维素酶的新方法.

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。

溶胶-凝胶法制备Fe_2O_3/Al纳米复合材料

采用溶胶-凝胶法和真空干燥法制备了Fe2O3/Al纳米复合材料。用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射仪(XRD)、BET比表面分析仪对原料和产物的结构和性能进行了表征。结果表明,纳米复合材料的宏观粒子平均粒径为2μm,纳米铝粉均匀分布在Fe2O3凝胶体系中,平均粒径为40nm。空白Fe2O3干凝胶比表面积达64.6m2/g,填充铝粉后样品的比表面积为1.1m2/g。撞击感度试验表明,Fe2O3凝胶与纳米铝粉复合后,特性落高由30.5cm提高到100.3cm,表明FeO凝胶可降低纳米铝粉的冲击感度。

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。

磁靶向纳米Fe_3O_4-TiO_2复合物的制备及其对肝癌细胞的光催化杀伤效应

采用三种低温溶胶-凝胶法制备了具有不同Fe3O4掺杂量的磁靶向纳米Fe3O4-TiO2复合物,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、紫外-可见(UV-Vis)光谱、荧光光谱(FS)及磁性能分析等表征方法筛选出包覆均匀、分散性好、磁性能优异及光催化活性较高的纳米Fe3O4-TiO2复合物.以四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测肝癌细胞(HepG2)的存活率,考察纳米Fe3O4-TiO2复合物在外磁场作用下对HepG2细胞的光催化杀伤效应.结果表明:采用方法三制备的5%(质量分数)Fe3O4-TiO2复合物具备核-壳结构,在混悬液中分散性较好,平均粒径约为50nm,具有较强的光催化活性和良好的磁响应性,同时将纳米TiO2的光响应范围拓宽至444nm;在外磁场作用下,紫外光和可见光激发纳米Fe3O4-TiO2复合物对HepG2细胞的杀伤效应差异不大,且均强于纳米TiO2;其杀伤效应在0-1.0T范围内随着外磁场强度的增大而增强.

纳米Fe_2O_3微粒的制备及其表征

采用水热法制备了平均尺寸为37.5nm的超细Fe2O3颗粒,由X射线衍射确认晶体结构为菱形晶系。通过透射电镜及激光散射分析,发现Fe2O3纳米颗粒在水溶液中存在软团聚,团聚体为球形,尺寸在100～200nm。Fe2O3对乙醇气体的敏感性能及Fe2O3作为气敏元件的长期稳定性测试结果表明,Fe2O3材料对乙醇有好的气敏性,具有长期稳定性,并加热功率增加,气氛浓度增大,Fe2O3材料的响应时间、恢复时间均缩短。

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。

凝胶模板法制备RDX/B/Fe_2O_3纳米复合含能材料

采用溶胶凝胶法制备Fe2O3凝胶模板,加入黑索今（RDX）和硼（B）粉,制得RDX/B/Fe2O3复合湿凝胶,利用超临界CO2流体干燥工艺对其进行干燥,得到RDX/B/Fe2O3纳米复合含能材料。讨论了湿凝胶制备和超临界CO2流体干燥工艺中对凝胶结构和粒子大小的影响因素,获得了最佳制备工艺条件：Fe3＋浓度0.20mol·L-1,n（Fe3＋）∶n（C3H6O）=1∶15,超临界流体的温度40℃和压力10MPa,干燥釜升压时CO2流入的速率15L·h-1,干燥釜平衡换气时CO2流体的流速2L·h-1。在此条件下制备得到纳米复合含能材料RDX/B/Fe2O3（质量比为90∶2∶8）,利用扫描电镜,差示扫描量热分析了样品的微观形貌和热分解特性,测试了机械感度。结果表明,所得纳米含能材料粒度为30~50nm;RDX/B/Fe2O3分解放热起始温度比原料RDX提前了7℃,放热量提高了885J·g-1,机械感度H50=40.8cm。

热分解法制备Fe_2O_3修饰的TiO_2纳米管阵列及其光电性能研究

为提高TiO_2纳米管阵列(TiO_2-NTs)的可见光活性,通过阳极氧化和热分解法制备了Fe_2O_3纳米粒子修饰的TiO_2纳米管阵列(Fe_2O_3/TiO_2-NTs)。通过扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光漫反射光谱(UV-vis DRS)等对产物进行了相关表征,同时测试了产物的光电性能及其光催化降解甲基橙的性能。结果显示,Fe_2O_3/TiO_2-NTs的光电流强度和光催化降解率分别是是TiO_2-NTs的19倍和8.7倍。

反相微乳液法制备超顺磁性核壳Fe_3O_4@SiO_2纳米颗粒

分别用一步法和两步法在Tritonx-100/正己醇/环己烷/水反相微乳液体系中,以纳米Fe_3O_4粒子为核,利用正硅酸乙酯在碱性条件下水解制备纳米Fe_3O_4@SiO_2纳米颗粒。通过XRD、FT-IR、SEM、TEM和VSM对复合颗粒的晶体结构、结合状态、表面形貌、微观特征和磁学特性进行了表征。结果表明,2种方法制备的Fe_3O_4核均为尖晶石结构,SiO_2壳均为无定形结构;复合颗粒呈球形,且团聚在一起;相比较而言,一步法分散性较两步法要好;两者都具有超顺磁性,在室温、外场为1T时磁化强度分别为23emu/g、11emu/g。

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。

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。

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TiO_2/Fe_3O_4光催化剂的制备及其在焦化废水处理中的初步应用研究

应用纳米光催化法处理高浓度焦化有机废水,大量对比试验结果表明,在实验室高曝气量、纳米TiO2/Fe3O4光催化紫外光照射条件下,焦化废水中的COD和氨氮降解率可达98.91%和77.35%。采用磁性Fe3O4复合TiO2得到的纳米TiO2/Fe3O4光催化材料,既保有悬浮态纳米TiO2的高催化活性,又便于回收再利用。纳米TiO2/Fe3O4光催化剂具有较好的光催化活性,在紫外光照射下,辅以充分的空气搅拌,可以实现高浓度有机废水的较深度处理,预计在高浓度有机废水处理中有较好的应用前景。

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。