原位化学共沉淀法制备Fe_3O_4-炭黑复合材料及其吸波性能

本文采用原位化学共沉淀法制备纳米Fe3O4-炭黑(CB)复合材料,对炭黑Fe3O4复合材料进行了XRD、矢量网络分析仪、SEM等表征。实验研究Fe3O4与炭黑的质量比对吸波性能和电磁参数的影响。结果表明:制备出Fe3O4与炭黑以质量比4:1复合时,样品厚度为2.0mm时,Fe3O4-炭黑复合材料最大吸收值为-37.3dB,大于10dB的吸收带宽达到3.0GHz。

中空结构聚苯胺/Fe3O4/炭黑复合材料的制备及吸波性能

采用界面聚合和Pickering乳液聚合相结合的方法制备了具有微米尺寸的中空聚苯胺/Fe3O4/炭黑微球复合材料,研究了其形貌、电磁性能和吸波性能.结果表明,中空聚苯胺/Fe3O4/炭黑微球的平均粒径约为2.0μm;在2-4 GHz范围内的磁损耗主要是自然共振和交换共振,而在4-18 GHz范围内的磁损耗主要是涡流损耗;在2-18 GHz范围内,随着涂层厚度增加,反射损耗峰向低频方向移动,当涂层厚度增大到5.0mm时,反射损耗曲线出现2个反射损耗峰,分别位于C波段（4-8 GHz）和Ku波段（12-18 GHz）,说明中空聚苯胺/Fe3O4/炭黑微球复合材料可作为特定频段的吸波材料.

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.

PS-b-P2VP/Fe_3O_4纳米复合材料的制备与表征

采用油酸表面改性的粒径均一的Fe3O4磁性纳米粒子(OA-Fe3O4)与具有微相分离结构的聚苯乙烯-b-聚2-乙烯基吡啶(PS-b-P2VP)嵌段共聚物通过溶液共混,得到具有超顺磁性的PS-b-P2VP/Fe3O4纳米复合材料.结果表明,在OA-Fe3O4质量分数为1%,3%,5%和10%时,纳米粒子分散在PS相区;但OA-Fe3O4含量为8%时,纳米粒子在嵌段聚合物基体中的分散状态发生突变,形成大尺寸聚集体并分散在整个基体中,此时复合材料的流变行为发生相应变化.

HDPE/Fe_3O_4纳米复合材料制备及力学性能研究

以FeCl3为前驱体,与高密度聚乙烯(HDPE)及分散剂共混后通过挤出机经原位热还原-氧化法制得HDPE/Fe3O4纳米复合材料,对其结构进行了表征,研究了FeCl3用量、分散剂种类及用量对复合材料力学性能的影响。结果表明,复合材料中Fe3O4的粒径达到纳米级,平均粒径为26nm;FeCl3的最佳用量质量分数为20%;以硬脂酸作分散剂时复合材料的综合力学性能较好。

Fe3O4@生物炭磁性材料光-类Fenton降解水中盐酸四环素

以玉米秸秆为生物炭原料,在600℃高温缺氧条件下煅烧成炭,并利用共沉淀法在其上负载Fe3O4,制得Fe3O4@玉米秸秆炭磁性非均相芬顿催化剂。运用XRD、SEM、EDS和TEM技术对材料进行表征,研究其在不同条件下光-类Fenton协同催化降解水中盐酸四环素的性能,考察材料的磁性回收能力和催化稳定性。结果表明,Fe3O4纳米颗粒均匀覆盖在炭载体表面,整体形貌上保持玉米秸秆通道状多孔结构。初始pH=7条件下降解盐酸四环素的最佳参数为:溶液初始过氧化氢量为10 mmol/L、Fe3O4@玉米秸秆炭催化剂投加量为0.3 g/L、反应时间为60 min。材料具有pH为3~7的适用范围和磁性回收能力。催化剂稳定性强,进行5次重复实验后仍可保持98%的降解率。

磁性Fe_3O_4-CeO_2 NPs/GO的制备及其高效去除氮氧化物的研究

本课题设计合成了磁性Fe3O_4-CeO_2NPs/GO纳米复合材料,通过催化H_2O_2产生氧自由基,将NO转化为硝酸。试验结果证明,NO_x的处理效率可达96. 0%以上。本课题实现了氮氧化物的资源化治理,"变废为宝",并利用复合材料的磁性实现对催化剂的简易回收和循环使用。具有广阔的应用前景和推广价值。

Fe_3O_4/C纳米材料的简易制备及其电化学性能

以三氯化铁FeCl_3·6H_2O、尿素CO(NH_2)_2和葡萄糖为原料采用一步水热法制备出前驱体,经过热处理后制备出了Fe_3O_4/C纳米材料。当热处理温度为500℃时前驱体分解为Fe_3O_4/C材料,热处理温度升高到600℃时产物中有FeO和单质Fe出现。所制备的Fe_3O_4/C纳米材料的电化学性能优于商品化纳米Fe_3O_4,600℃下热处理产物循环稳定性最好,在0.2 C的电流密度下循环100次后可逆比容量为648 mAh/g,这可能是由于原位生成的单质铁增加了电极颗粒之间的导电性。

磁功能化多孔生物质炭复合材料的制备及吸波性能

采用高温炭化和水热法制备了兼具介电损耗和磁损耗特性的磁功能化生物质炭(Fe3O4/多孔生物质炭)吸波材料。在200℃水热条件下,随着FeCl3浓度的增加,PLSC表面生成的聚集态Fe3O4纳米晶粒有所增加,颗粒大小规整,平均粒径约为200nm。通过矢量网络分析仪探讨了磁材料含量、复合材料的形貌结构对吸波性能的影响,并分析了多重损耗吸波机理。结果表明,在2~18GHz范围内,当FeCl3浓度为4mmol时制备的磁功能化生物质炭复合吸波材料具有最佳的吸波性能,在厚度为2mm时,其在11.42GHz处的最大反射损耗值可达-42.2dB,有效频宽达3.14GHz(反射损耗小于-10dB)。

Li_(4-x/3)Y_xTi_(5-2x/3)O_(12)/C的合成及电化学性能研究

以氧化钇为Y3+的掺杂源,以蔗糖或导电炭黑为碳源,对Li4Ti5O12同时进行离子掺杂和碳掺杂,采用高温固相法合成负极复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2x/3)O12/C(x=0.1)。重点考察了Y掺杂、Y和碳协同掺杂,以及不同碳源对该复合材料形貌、粒径和电化学性能的影响。结果表明:使用蔗糖为碳源合成的复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2 x/3)O12(x=0.1)体现了相对较好的倍率性能和循环稳定性,在0.15 C、0.40 C、0.70 C、1.40 C和3.30 C下材料首次放电比容量分别为150.4、144.5、144.5、140.8和116.9 mAh/g,3.3 C下循环10次后容量仍保持为116.7 mAh/g。电化学交流阻抗表明,使用蔗糖为碳源合成的复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2x/3)O12的阻抗从纯Li4Ti5O12的912.5Ω降低到227.7Ω。

分子印迹氨基功能化纳米Fe_3O_4高分子磁性复合材料的合成及其对海水中2,4,6-三氯苯酚的吸附性能

为了实现海水中2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)的选择性吸附和去除,采用超声协助悬浮聚合法以2,4,6-三氯苯酚为模板制备了分子印迹氨基功能化纳米Fe3O4高分子磁性复合材料(nFe3O4@MIPNH2-polymer)。通过元素分析(EA)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)等手段对nFe3O4@MIPNH2-polymer的组成、结构、形貌、磁性等进行表征,并研究了其应用于吸附和去除海水中2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)污染物的性能。结果表明:合成的nFe3O4@MIPNH2-polymer平均粒径约为800nm,饱和磁化强度为32.6emu·g-1;水溶液中2,4,6-TCP的饱和吸附量为105.26mg·g-1,高于非分子印迹氨基功能化纳米Fe3O4高分子磁性复合材料(nFe3O4@NH2-polymer)的饱和吸附量(76.92mg·g-1),nFe3O4@MIPNH2-polymer对2,4,6-TCP的等温吸附线大体符合Langmuir模型。吸附热力学研究表明,nFe3O4@MIPNH2-polymer对2,4,6-TCP的吸附过程是自发的吸热熵增过程;吸附过程可在5min内达到平衡,动力学数据和准二级动力学模型符合较好;其吸附过程去除2,4,6-TCP的活化能为78.0kJ·mol-1。海水中的共存物质对吸附2,4,6-TCP几乎无干扰,nFe3O4@MIPNH2-polymer经洗脱后可以循环使用5次以上。nFe3O4@MIPNH2-polymer能高选择性地有效去除海水中的2,4,6-TCP。

导电炭黑/磁性氧化物复合吸波剂的制备与表征

分别选用Fe3O4、Co2O3和NiO粉末与导电炭黑(V7-CB)复配,制得了3类复合吸波剂。对3类产物的吸波性能进行了综合研究,结果表明,在所选用的3种磁性氧化物中,Fe3O4是改善V7-CB吸波性能的最佳材料。在此基础上,进一步研究了复合工艺对V7-CB/Fe3O4复合吸波剂的物相组成、微观形貌和吸波性能的影响,结果表明,与手工复合工艺相比,球磨复合工艺可显著提升Fe3O4与V7-CB的复合均匀性及复合产物的吸波效能。

吸附重金属Cr(Ⅵ)后Fe_3O_4@P(St-HPMA-DVB)-Cr(Ⅵ)复合材料的表征及回收用于水中氯酚的催化降解

采用超声协助悬浮聚合法制备了氨基功能化Fe_3O_4@聚(苯乙烯(St)-3-(2-氨基四乙基五胺)-2-甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)-二乙烯基苯(DVB)(Fe_3O_4@P(St-HPMA-DVB))磁性复合材料,将其用于处理含Cr(Ⅵ)水溶液,得到吸附重金属Cr(Ⅵ)后回收的Fe_3O_4@P(St-HPMA-DVB)-Cr(Ⅵ)复合材料。通过TEM、振动样品磁强计(VSM)、TGA、XRD、元素分析(EA)、FTIR等对其进行表征。以Fe_3O_4@P(St-HPMA-DVB)-Cr(Ⅵ)为催化剂,研究其在H_2O_2作用下催化降解水中2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)的性能。发现,当Fe_3O_4@P(St-HPMA-DVB)-Cr(Ⅵ)中Cr(Ⅵ)的固载量为200mg/g,溶液pH值为3.0~4.5,H2O2浓度≥4.08mmol/L时,Fe_3O_4@P(StHPMA-DVB)-Cr(Ⅵ)/H2O2体系可以实现对浓度<20.0mg/L(101.3μmol/L)的TCP溶液在10min内近100%的降解。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。