Fe_2O_3-TiO_2纳米复合颗粒的激光控制合成研究

以微米级的5%Fe2O3粉末和95%TiO2粉末(以质量分数计)形成混合靶材,利用脉冲激光气相蒸发-液相收集控制合成新方法制备Fe2O3-TiO2复合纳米颗粒.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱、UV光谱检测等测试技术,对实验制备的样品的形貌、组织结构、光吸收性能及合成机理等进行了系统研究.结果表明:用气相蒸发-液相收集激光法制备的Fe2O3-TiO2纳米颗粒外观呈球形,平均粒径约为40 nm,颗粒呈链状连接趋势;Fe2O3的复合改善了TiO2纳米颗粒的磁性.对样品在800～200 nm区间进行光谱分析,发现Fe2O3复合TiO2后,样品光谱发生红移,改善了TiO2纳米颗粒的光催化性能.

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.

Bi_(25)FeO_(40)/α-Fe_2O_3复合纳米颗粒光催化剂的制备与性能

采用溶剂热法,以聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子为稳定剂,分别制备了Bi_(25)FeO_(40)和Bi_(25)FeO_(40)/α-Fe_2O_3复合纳米颗粒,并利用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、比表面积和孔径分析仪(BET)和超导量子干涉磁强计等对其结构和性能进行了表征.结果表明,2种颗粒均为球形,尺寸均匀,粒径小于10 nm.当原料中Bi^(3+)/Fe^(3+)摩尔比为25∶1时,产物为Bi_(25)FeO_(40)纳米颗粒;Bi^(3+)/Fe^(3+)摩尔比为1∶1时,产物为Bi_(25)FeO_(40)/α-Fe_2O_3复合纳米颗粒.与Bi_(25)FeO_(40)纳米颗粒相比,Bi_(25)FeO_(40)/α-Fe_2O_3复合纳米颗粒的带隙变窄,对可见光吸收范围变宽,饱和磁化强度和光催化活性明显增强.这是由于复合颗粒中的α-Fe_2O_3具有超顺磁性,且两相界面存在的异质结构有利于光生载流子的分离和迁移,提高催化活性.2种纳米颗粒均可磁性回收,重复使用3次后催化活性下降较小.

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。

磁性Fe_3O_4@SiO_2复合纳米颗粒的制备与表征

采用化学共沉淀法和正硅酸乙酯水解法制备了SiO_2包覆的Fe_3O_4磁性颗粒,采用X射线衍射仪、接触角测定仪、振动样品磁强计、透射电子显微镜等多种测试手段对所制备的颗粒进行了表征。结果表明:磁性颗粒表面成功包覆了一层SiO_2,包覆后的颗粒粒径为20 nm左右,具有超顺磁性;接触角从包覆前的120°减小到90°左右,亲油性显著增强;复合Fe_3O_4颗粒的饱和磁化强度随SiO_2包覆量的增加而减小,其值为84 kA/m,达到了使用要求。

Fe_3O_4@TiO_2复合纳米颗粒稳定Pickering乳液的光磁双响应性研究

利用三甲基氯硅烷修饰的核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合纳米颗粒来稳定Pickering乳液,并对乳液的磁响应性和光响应性进行了评价,结果表明:Fe_3O_4@TiO_2复合纳米颗粒稳定的Pickering乳液具有良好的磁响应性和光响应特性。

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。

WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体的制备及对甲基橙的太阳光催化降解

以纳米Fe_3O_4粉体为原料与葡萄糖溶液采用高压水热反应制备C@Fe_3O_4纳米载体,并以其为核采用溶胶-凝胶法制备了WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体.通过X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)等进行了表征,并测定了其对甲基橙溶液的太阳光催化性能.结果表明,pH=5时,WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体对甲基橙的催化活性最高,太阳光照射6 h后降解率达到45.3%,并能实现粉体与甲基橙溶液的有效分离.

Fe_2O_3-TiO_2磁性复合材料的制备及可见光催化性能

以FeCl3和Ti(C4H9O)4为前驱体,通过复合溶胶法制备了Fe2O3-TiO2磁性复合光催化剂,并用XPS,XRD,SEM,EDS及BET进行了表征.对亚甲基蓝的降解实验证明,Fe2O3的引入将复合材料的光响应范围扩展至可见光区,且掺杂的Fe2O3摩尔分数为1.0%时,样品可见光催化性能最高.磁强计的测试结果显示,复合光催化剂具有一定的磁性,可在反应结束后利用磁场从体系分离,使催化剂得到回收再利用.

强磁性纳米Fe_3O_4/SiO_2复合粒子的制备及其性能研究

本文采用液相沉积法制备出了满足免疫磁珠用磁核的粒径和磁性要求的纳米Fe3O4/SiO2复合粒子。考察了不同的制备条件对复合粒子的粒径和磁性能的影响,并借助不同的分析测试手段对复合粒子的性能进行表征。结果表明:该复合粒子的最佳制备条件为正硅酸乙酯(TEOS)的浓度为0.6mol·L-1,Fe3O4/TEOS物质的量的比为5∶1,反应温度为50°C,搅拌速度为800rpm;在此实验条件下制得的复合粒子的平均粒径在20nm左右,呈球形且分散较均匀,比饱和磁化强度为60.5emu·g-1。

核壳结构Ni(Cu,Co)/Al微纳米复合粒子的制备及其与Fe_2O_3的热反应性能表征

采用置换法通过对溶液中各种参数的控制,实现了在弱酸性条件下Ni(Cu,Co)3种纳米金属粒子在微米Al粉表面定量、快速地化学沉积,分别制备出核壳结构的Ni(Cu,Co)/Al3种微纳米复合粒子,并用SEM和XRD方法进行了相应表征。在此基础上,利用DSC分析研究了不同包覆物和升温速率对热反应性能的影响,用Kissinger法求解了热反应的表观活化能Ea,对比了传统微米级Al-Fe2O3混合物与Ni(Cu,Co)/Al-Fe2O3复合材料的热反应性能,同时分别提出了其相应的热反应机制。结果表明,通过对Al粉进行表面改性,其热反应性能明显增强,不同试样与Fe2O3的热反应活性依次为Ni/Al>Cu/Al>Co/Al>Al。同时,降低升温速率不利于热反应的进行。

液相沉积法制备磁性纳米Fe_3O_4/SiO_2复合粒子

采用液相沉积法在磁性Fe3O4纳米粒子的表面包覆了一层SiO2膜,制备磁性较强的纳米Fe3O4/SiO2复合粒子,采用IR、XPS、XRD、TEM、VSM等方法对复合粒子的性能进行了表征。结果表明:复合粒子的较佳制备条件为正硅酸乙酯(TEOS)的浓度为0.6mol/L,Fe3O4与TEOS物质的数量比为5:1,反应温度为50℃,搅拌速度为800r/min;在此条件下制得的复合粒子的粒径在20nm左右,比饱和磁化强度为60.5emu/g,呈球形且分散均匀。

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.

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Al_2O_3-Fe_3O_4/FeS固体润滑复合层减摩润滑机理

采用离子氮碳共渗与离子渗硫复合处理技术在45钢表面形成FeS固体润滑复合层,然后采用真空浸渍方法将纳米Al2O3和Fe3O4颗粒置入复合层的微纳孔隙中,制备成纳米Al2O3-Fe3O4/FeS固体润滑复合层。在10～60 N的载荷下,纳米Al2O3-Fe3O4/FeS固体润滑复合层表现出优良的减摩与耐磨性能。这是因为,一方面磨损表面生成的化学反应膜,起到了固体润滑和阻碍摩擦表面间金属直接接触的作用;另一方面在摩擦过程中,纳米Al2O3-Fe3O4/FeS固体润滑复合层中的纳米Al2O3和Fe3O4颗粒起到了'微纳滚珠'作用,微观上将'滑动摩擦'部分转变为'滚动摩擦',且纳米颗粒预先置入复合膜层中,在摩擦过程中不易流失,延长了其'微纳滚珠'的作用,从而使其摩擦因数(载荷60 N时)及体积磨损量比涂抹纳米Al2O3/Fe3O4复合添加剂润滑的FeS固体润滑复合层分别降低了7.2%和50%。

Fe_2O_3/聚糠醛纳米复合材料的制备及光催化性能

以Fe(NO3)3·9H2O和糠醛(FD)为原料,通过聚合-热转化两步法制备了Fe2O3/聚糠醛(PFD)纳米复合材料,用TEM、XRD、XPS和UV-Vis等技术对其尺寸、结构及吸光特性等进行了表征。在自然光、室温条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的催化脱色降解为模型反应,考察了其光催化性能以及热转化温度对催化性能的影响。结果表明,利用该法可以得到纳米级的、相间以强相互相用结合的有机-无机复合材料Fe2O3/PFD,该纳米材料对紫外-可见区的全程光波有强的吸收;热转化条件对复合材料的结构、催化性能等有很大影响,在300℃下处理35min所得的纳米复合材料在自然光条件下具有最佳的催化性能,25min即可使MB溶液完全脱色,并且重复使用3次仍可使MB溶液的脱色率保持在75.0%以上。而在相同条件下,纳米Fe2O3仅能使MB的脱色率达到5.8%。

凹凸棒石-TiO_2-磁性颗粒纳米复合材料的制备

为制备具有高效吸附、光催化性能,可磁分离回收催化剂的凹凸棒石-TiO2-磁颗粒纳米复合材料,本文研究了不同反应温度、不同量的氧化剂加量、不同的碱加入量对复合材料磁化率的影响,并利用透射电镜、X射线粉末衍射对制备的复合材料结构和微形貌进行了表征。实验结果表明,在70℃下,Fe2+∶OH-∶NO3-质量比为1∶0.6∶0.056时,反应生成的产物再经500℃煅烧,获得的凹凸棒石-TiO2-磁性颗粒纳米复合材料的磁化率最高。高分辨透射电镜表征结果显示,经500℃煅烧获得的凹凸棒石-TiO2-磁性颗粒复合材料,其TiO2和磁性颗粒非常均匀地吸附在凹凸棒石表面。

球磨时间对Fe_2O_3/Al纳米复合材料性能的影响

采用高能球磨法制备了Fe2O3/Al纳米复合粉末,并利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)以及热分析仪(TGA/DSC)等分析测试手段,系统研究了球磨时间对复合粉末相结构、组织形貌以及热性能的影响。结果表明,随着球磨时间的增加,微米Fe2O3团聚体逐渐进入Al颗粒中,呈均匀弥散分布,且Al晶粒尺寸不断细化。当球磨时间为20 h时,Al粉已均匀分布到微米Fe2O3颗粒表面,球磨引起的晶粒长大与晶粒尺寸减小处于动态平衡,此时铝热反应热焓达到最高。球磨时间大于20 h时,所制备得到的复合粉末热焓反而降低,且易团聚。

溶胶-凝胶法制备纳米复合含能材料RDX/Fe_2O_3

以FeCl3·6H2O为前驱物,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,1,2-环氧丙烷为凝胶促进剂,采用溶胶-凝胶法制备RDX/Fe2O3湿凝胶,利用超临界CO2萃取干燥法得到纳米复合含能材料RDX/Fe2O3。利用SEM、FTIR、DSC等对样品的微观形貌、组分结构和热分解特性进行了研究,并测试了其撞击感度和摩擦感度。结果表明,与传统的简单混合物RDX-Fe2O3相比,运用该方法制备的RDX/Fe2O3纳米复合含能材料可在纳米级上将2种物质混合,其组分一致性更好;纳米复合含能材料RDX/Fe2O3的热分解过程与RDX-Fe2O3不同,其DSC曲线上的熔解吸热峰消失,分解放热峰的起始温度提前了近20℃,放热量由1 082.33 J/g提高到了2 129.02 J/g;纳米复合含能材料RDX/Fe2O3的撞击感度和摩擦感度均比纯RDX及RDX-Fe2O3钝感。

超临界法制备多孔纳米Fe3O4/SiO2复合磁性微球及性能

为了制备具有纳米多孔结构的磁性复合微球,采用正硅酸四乙酯(TEOS)和金属氯盐分别作为SiO2和铁氧体的前驱体,通过溶胶凝胶法制备将Fe3O4纳米颗粒分散于SiO2基体中的Fe3O4/SiO2磁性纳米复合微球,并用超临界干燥法对其进行干燥。利用X线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)和振动试样磁场计(VSM)等分析测试手段对合成的材料进行性能表征。结果表明:复合粒子包覆完好、性能优良、分散性良好,制备颗粒的粒径为30 nm,比饱和磁化强度为84.09 A.m2/kg。