NiFe_2O_4铁氧体薄膜溅射产额的蒙特卡罗模拟

通过蒙特卡罗方法,运用SRIM程序,模拟了Ar+轰击NiFe2O4铁氧体靶材的过程,研究了不同入射能量及角度Ar+轰击NiFe2O4靶材引起的溅射产额。结果表明:离子垂直入射时NiFe2O4中各元素的溅射产额和出射原子能量都随入射离子能量的增大而增大;各元素产额的比率在低能离子入射时,变化较大,但能在较大的入射离子能量范围内保持相对稳定的值;离子斜入射时,随着入射离子角度增加,各元素的溅射产额先增大,后减小,并在77°左右达到最大值;离子入射角度变化时,并不严重影响各元素之间产额的比率,且组分比率能在较大的离子入射角度范围内保持相对稳定的值。

NiFe_2O_4/TiO_2纳米棒阵列薄膜光电化学性能和光催化性能研究

用水热法制备一维有序纳米棒状TiO_2薄膜(TiO_2 NRAs),并采用浸渍沉积煅烧得到NiFe_2O_4/TiO_2 NRAs。借助SEM、TEM、XRD、Raman、XPS、UV-Vis等对样品的物相和形貌结构进行了表征,结果表明:NiFe_2O_4纳米颗粒均匀沉积在金红石相TiO_2 NRAs表面,使TiO_2光谱吸收范围拓展至可见光区。利用电化学工作站对其光电转换性能进行研究,发现NiFe_2O_4改性后的TiO_2在可见光下光电流响应显著增大,在电压-电流曲线和电流随时间开关灯变化中,NiFe_2O_4/TiO_2 NRAs的光电流密度分别是纯TiO_2 NRAs的12倍和8倍。NiFe_2O_4/TiO_2 NRAs可见光下降解偏二甲肼(UDMH)的效率是单纯TiO_2 NRAs降解率的3倍,并对光催化降解机理进行了探讨。

衬底温度对NiFe2O4薄膜生长和磁学性能的影响

采用直流磁控溅射方法,保持Ar气流量不变,控制O2气在Ar气与O2气混合气体在Ar/O2=30sccm/90sccm的情况下,采用STO(100)单晶基片制备了FNO薄膜。利用XRD和VSM等测试手段,对STO(100)单晶基片生长的不同基片温度FNO薄膜的结构及磁学性能进行表征。测试结果表明,在STO(100)单晶基片上不同基片温度得到了NiFe2O4薄膜,随着基片的温度增大,样品的矫顽力Hc先增大后减小,基片温度为650摄氏度时,矫顽力最大,Hc=1244.7 Oe。

铝电解用NiFe_2O_4基金属陶瓷的制备

以铝电解惰性阳极为应用目标 ,制备了不同金属相 (Cu Ni)含量的Ni Cu NiFe2 O4 金属陶瓷 ,研究了烧结气氛、温度和保温时间对其性能的影响 ,解决了烧结过程中氧化物陶瓷的离解和金属相被氧化的问题 ,比较了不同烧结条件下所得试样的基本物理参数 ,找到了较优的Ni Cu NiFe2 O4 金属陶瓷制备工艺。结果表明 :Cu NiFe2 O4 金属陶瓷的金属相中添加 15wt%Ni后 ,可以提高金属相的液相线温度 ,改善金属相对NiFe2 O4 陶瓷相的润湿性能 ,从而可在保证金属相不溢出且分布均匀的前提下 ,大大提高金属陶瓷的烧结温度和保温时间 ,显著提高金属陶瓷的致密度 ,进而改善金属陶瓷惰性阳极的耐腐蚀性能和导电性能。

气氛对NiFe_2O_4陶瓷烧结致密化的影响

采用不同的烧结工艺制备了NiFe2O4陶瓷材料,研究了真空、大气、N23种气氛对NiFe2O4陶瓷材料烧结致密度的影响,解决了烧结过程中NiFe2O4陶瓷的离解问题。结果表明:在制备NiFe2O4陶瓷过程中,烧结气氛严重影响着陶瓷的离解和致密化;真空烧结将导致NiFe2O4陶瓷的离解,N2气氛保护烧结所制备出的NiFe2O4陶瓷样品的密度较大气气氛烧结所制备出的样品的密度高出14.6%～32.6%。分析结果表明:因NiFe2O4陶瓷高温失氧所带来的表面能和晶体缺陷的差异是影响其致密化的关键;无论在何种气氛下烧结,提高烧结温度都有利于提高NiFe2O4样品的烧结密度。

NiFe_2O_4基金属陶瓷材料的制备及其耐腐蚀性能

采用传统粉末冶金技术制备了铝电解用Cu NiFe2O4和Ni NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极,并对其在Na3AlF6 Al2O3熔体中的腐蚀行为进行了研究。研究结果表明:NiFe2O4基金属陶瓷阳极的腐蚀行为与热力学计算结果吻合;金属Cu与NiFe2O4陶瓷的润湿性能不好,Cu NiFe2O4金属陶瓷的致密化和导电性能难以提高;致密度过低时,会导致金属相高温氧化和电解质浸渗,电极肿胀、开裂;在电解过程中,5%Cu NiFe2O4存在金属相聚集和在陶瓷基体中Fe优先溶解的现象,但金属铜并未发生阳极溶解;5%Ni NiFe2O4金属陶瓷易实现致密化烧结,在电解过程中表现出良好的耐腐蚀性能,会发生金属Ni的阳极溶解,并存在陶瓷基体中铁优先溶解的现象。

金属含量对Cu-Ni-NiFe_2O_4金属陶瓷导电性能的影响

制备了添加不同含量的Cu和Ni金属粉末作为导电组元的NiFe2O4基金属陶瓷材料,研究了材料的物相组成、显微组织以及金属相含量对材料致密度和电导率的影响。研究结果表明,所制备的金属陶瓷材料由NiFe2O4和Cu Ni合金相组成,其中细小且形状不规则的(Cu Ni)相均匀地镶嵌在NiFe2O4陶瓷基体上;试样的致密度在金属含量为0～20%范围内存在极大值;Cu Ni NiFe2O4金属陶瓷遵循半导体导电机理,其电导率随着温度的升高和金属含量的增大而增大。

自蔓延燃烧法合成NiFe_2O_4纳米粉体的机理研究

利用柠檬酸-硝酸盐溶-胶凝胶自蔓延燃烧法,在室温下制备了NiFe2O4纳米粉体.通过调节氨水在前驱体溶液中的用量,获得了不同类型的干凝胶,并制备了相应的自燃烧粉体.借助XRD、TEM、IR、TG-DTA技术,研究了自燃烧粉体结晶度的变化规律,干凝胶的性质及热分解过程,进而分析了柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧的机理.研究表明,自燃烧粉体的主要物相为NiFe2O4,但含有少量α-Fe2O3与FeNi3杂相.随着氨水用量的增加,合成粉体的结晶度逐渐提高.干凝胶内含有无定形非晶相与NH4NO3结晶相,氨水用量对NH4NO3含量及干凝胶的性质有显著的影响.自蔓延燃烧的本质是NHNO分解与柠檬酸燃烧相互促进而形成的链式反应.

磁性纳米固体碱催化剂MgAl-OH-LDHs/NiFe_2O_4的合成、表征与性能研究

提出用镁铝水滑石包覆镍铁尖晶石 ,制备磁性纳米固体碱催化剂MgAl OH LDHs/NiFe2 O4.用XRD ,IR ,TG DTA ,BET ,XPS ,VSM和TEM等技术及丙酮缩合反应表征了催化剂的结构和性能 .结果表明该催化剂具有以NiFe2 O4为磁核 ,以MgAl OH LDHs为Br nsted碱催化活性相 ,通过Mg O Fe(Ni)和 /或Al O Fe(Ni)连接于磁核上的包覆结构 ,给出了该催化剂的结构模型 .该催化剂用于丙酮缩合反应 ,2 73K双丙酮醇转化率略高于MgAl OH LDHs,然而经外加磁场回收所得回收率大幅度提高 ,再次用于该反应仍保持较高的催化活性 .

静电纺丝技术制备NiFe_2O_4纳米纤维的表征

采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制备了PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纳米纤维,在一定温度下进行热处理,得到尖晶石结构的NiFe2O4纳米纤维。利用TG-DTA、XRD、FTIR、SEM、TEM等分析手段对样品的组成及结构进行表征。TG-DTA分析表明,PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纳米纤维的热处理温度高于450℃以后,质量恒定,总失重率为87.8%。XRD与FTIR分析表明,热处理温度高于600℃时,复合纳米纤维已经完全转变成尖晶石结构的NiFe2O4纳米纤维。SEM分析表明,所制备的PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纤维直径在250～300nm之间,NiFe2O4纳米纤维直径约100nm,长度大于200μm。对NiFe2O4纳米纤维的形成机理进行了探讨。

在乙二醇溶液中合成复合金属醇盐和纳米NiFe_2O_4

在乙二醇溶液中用电化学法制备了镍、铁醇盐配合物NiFe2(OCH2CH2OH)8,将其溶液水解、真空干燥后在400℃煅烧2h,得到纳米级NiFe2O4粉体。产物NiFe2(OCH2CH2OH)8通过红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)进行表征,纳米NiFe2O4通过X射线粉末衍射(XRD)和电子显微镜(TEM、SEM)进行表征。实验表明,前驱体中含有OCH2CH2OH基团,可以有效克服水解与煅烧过程中的团聚现象,经400℃煅烧2h得到的纳米NiFe2O4粉体,颗粒分散较好、纯度高,粒径在25～40nm。

TiO_2与ZnFe_2O_4薄膜禁带宽度测定及对光催化效率的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了TiO_2薄膜、ZnFe_2O_4薄膜和掺杂ZnFe_2O_4的TiO_2薄膜。利用紫外吸收光谱测定了薄膜的激发波长,计算得到了禁带宽度,并通过光催化分解实验进行了验证。

还原条件对NiFe_2O_(4-δ)结构稳定性及其催化分解CO_2活性的影响

采用柠檬酸络合法制备NiFe2O4,运用XRD、DTA-TG等手段对其结构进行表征,并探讨还原条件对NiFe2O4-δ的结构稳定性及其催化分解CO2成C反应活性的影响。研究结果表明,由柠檬酸络合法制备的NiFe2O4样品量为0.5g时,利用H2还原制备氧缺位NiFe2O4-δ的最佳还原条件为还原温度320℃、氢气流量40mL/min、还原时间3h。还原温度过高、还原时间过长以及氢气流量过大,均会使NiFeO还原过度,尖晶石结构瓦解而转变成Fe(Ni)合金和α-Fe等。

磁性纳米TiO_2/SiO_2/NiFe_2O_4的制备及其催化性能

采用溶胶凝胶法制备了核壳结构磁性纳米TiO2/SiO2/NiFe2O4催化剂。利用XRD、TEM、VSM等手段对样品的粒径、晶体结构、磁性和光催化性能进行了研究。结果表明:SiO2/NiFe2O4的加入抑制了TiO2纳米粒子的生长,使晶粒尺寸减小,促进了锐钛矿相向金红石相的转变,催化剂的回收率和光催化性能均得到提高。光催化实验结果表明,当SiO2/NiFe2O4的负载量为15%时,焙烧温度为500℃时对亚甲基兰的脱色率最高。

聚苯胺/NiFe_2O_4纳米晶体复合体系的电磁性能研究

分别使用原位掺杂的方法和溶胶-凝胶自燃烧的方法制备了聚苯胺微管以及纳米NiFe2O4晶体;并对聚苯胺微管以及聚苯胺/NiFe2O4和石蜡的复相粉体在8～12 GHz频率范围进行了复介电常数和磁导率的测量.结果表明,聚苯胺微管在测试频率范围内为介电损耗材料,当纳米NiFe2O4晶体加入到聚苯胺和石蜡的混合体系时,聚苯胺/NiFe2O4和石蜡的复相粉体混合体系在测试频率范围内同时具有一定的介电损耗和磁损耗,并且其混合体系的微波吸收性能高于单独加入聚苯胺时的微波吸收性能.

NiFe_2O_4纳米粒子的水热合成及表征

以Ni（NO3）2·6H2O和Fe（NO3）3·9H2O为主要原料,在聚乙二醇（PEG）存在下,采用水热法制备了磁性NiFe2O4纳米粒子,用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和振动样品磁场计（VSM）等分析方法对样品进行了表征.结果表明：水热法合成的NiFe2O4纳米粒子为尖晶石结构,粒度分布均匀,为方形形貌,粒子直径范围在50～60nm;比饱和磁化强度为25.83emu/g,剩磁为6.167emu/g,矫顽力达85.87Oe.

ZnFe_2O_4和TiO_2纳米复合薄膜光电催化性能的研究

采用溶胶凝胶法,在导电玻璃上制备了纳米ZnFe2O4和TiO2的复合薄膜,利用X射线衍射仪及扫描电镜对其进行了表征,通过复合薄膜对甲基橙的降解试验研究了其光电催化性能及催化机理。并将复合薄膜、ZnFe2O4薄膜和TiO2薄膜在不同电压下的光电催化效果进行了对比,结果表明:复合薄膜的光电催化降解效率有了明显提高,三层复合薄膜ZnFe2O4+TiO2+ZnFe2O4的光催化效果最好,在外加偏压0.2-6V范围内随电压增大不同薄膜对甲基橙的降解率均呈现波动性增长。

掺杂铬对NiFe_2O_4 的磁性和结构稳定性影响

利用物理特性测试仪对共沉淀法制备的Cr3 + 掺杂NiFe2 O4的磁性能进行测试 ,发现掺杂Cr3 + 并经 35 0、6 0 0℃焙烧的NiFe2 O4样品 ,饱和磁化强度Ms和剩磁Mr随掺杂量的增加而下降 ,矫顽磁场强度Hc随掺杂量的增加而增加 .XRD平均晶粒测试结果显示 ,样品的平均晶粒大小随掺杂量的增加而减小 .在共沉淀过程掺杂的Cr3 +经 6 0 0℃热处理后已进入NiFe2 O4晶格 .晶格中的Cr3 + 对NiFe2 O4分解CO2 的H2 /CO2 循环反应性能产生很大影响 ,纯NiFe2 O4循环反应 15次失活 ,而掺 4 %Cr3 + 的NiFe2 O4循环反应 5

TiO_2/SiO_2/NiFe_2O_4磁性纳米材料的制备、表征及光催化性能

采用均匀沉淀法在表面包覆了SiO2的磁基体NiFe2O4上负载TiO2,从而制备出一种新型磁性纳米光催化材料TiO_2/SiO_2/NiFe_2O_4,并通过改变pH值、水浴时间、水浴温度、煅烧温度及Ti/Ni摩尔比n(Ti):n(Ni)等得到材料的最佳制备条件。用XRD、TEM分析了复合材料的形态结构及包覆情况,结果显示TiO2均匀地包覆在SiO2/NiFe2O4表面,复合材料粒径范围为50～70nm;UV-vis吸收曲线表明,复合材料对光的吸收带出现红移。VSM测试表明复合材料具有良好的磁性,易于通过磁场进行回收。以甲基橙的水溶液为模拟污染物,评价了复合材料的光催化性能,该材料对甲基橙的脱色率达98.6%。

NiFe_2O_4纳米晶的合成及焙烧动力学

以α Fe2O3和NiO粉体为原料,NaCl为稀释剂,利用固相机械化学反应,在高能球磨作用下合成了NiFe2O4纳米晶。采用X射线衍射分析了合成NiFe2O4的过程和不同焙烧温度对晶粒尺寸的影响,计算了前驱体热处理过程晶粒长大的活化能。研究结果表明:制备的NiFe2O4纳米晶的晶粒尺寸为20～30nm;焙烧温度越高,晶粒尺寸越大;NiFe2O4晶粒长大的表观活化能为16.7kJ/mol,这表明热处理过程的晶粒长大主要以界面扩散为主。