Comparable Studies of Adsorption and Magnetic Properties of Ferrite MnFe_2O_4 Nanoparticles,Porous Bulks and Nanowires

The spinel ferrites MnFe2O4 nanowires were synthesized by hydrothermal route,porous MnFe2O4 and nanoparticles morphologies were synthesized by sol-gel method with egg white.The structures,morphologies,magnetic properties and adsorption properties of these obtained ferrites with different morphologies were studied contrastively.Results show that the obtained samples exhibit ferromagnetic properties.This realizes convenient magnetic separation from solution when they are used in the treatment of organic dyes wastewater.However,the contrastive studies show that the saturation magnetizations（Ms） of MnFe2O4 with different morphologies are different and the Ms follows the order：Ms（porous）〈Ms（nanoparticles）〈Ms（nanowires）.In addition,the adsorptions of methylene blue（MB） onto these ferrites depend on ferrites＇ morphologies seriously.The adsorption rate of MB on the porous MnFe2O4 is much higher than those onto the other two samples because the porous structure can provide high efficient mass transport through the pores.

活性碳/CoFe2O4复合物的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

通过低温回流法制备了具有磁分离响应的活性碳(AC)与CoFe2O4的复合物AC/CoFe2O4(MAC)。采用批式吸附实验法对MAC吸附溶液中偶氮染料亚甲基蓝(MB)的吸附动力学过程及吸附平衡进行了研究,考察了溶液初始pH值对MAC吸附MB的影响。结果表明,MAC吸附MB的过程很快,20min几乎达到平衡。MAC吸附MB过程可以用准二级动力学方程描述。等温吸附过程服从Langmuir方程,MAC对MB的饱和吸附容量为120.48mg/g。在较低pH值时,MB吸附量较小。随着pH值的升高,MAC对MB的吸附量增大。

反应物浓度对CoFe2O4前驱体粒度的影响

利用共沉淀法制备了CoFe2O4的前驱体粉末。结果表明:反应物浓度对前驱体粉末粒度影响显著。当反应物铁钴离子总浓度小于0.6mol·L-1时,前驱体粉末粒度在3～9μm,颗粒发生聚集生长;随着反应物浓度增加,粉末粒度减小。当浓度升高到大于1.2mol·L-1,颗粒严重团聚,粒子之间聚合程度大,形成网状结构的团聚体,团聚体粒度大于8μm。选择合适的反应物浓度,可以得到粒度较细、粒度分布窄、粉末分散性较好的前驱体粉末。

二次加热法制备单分散性CoFe2O4纳米晶及其磁性研究

本文分别以CoCl2.6H2O,FeCl3.6H2O,NaOH为原料,利用N(CH3)4OH(四甲基氢氧化铵)作为改性剂,对CoFe2O4纳米颗粒进行原位表面改性,采用二次加热法,制备单分散性CoFe2O4纳米晶。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、能量散射分析仪(EDS)和振动样品磁强计等测试手段对样品的形貌,粒径,结构,以及磁学性能等进行了表征。结果表明,单分散性CoFe2O4纳米晶仍具有较大的饱和磁化强度和矫顽力。

聚苯胺/CoFe2O4纳米复合材料的电磁性能研究

采用原位聚合法制备了具有电磁功能的聚苯胺/CoFe2O4纳米复合材料,利用TEM、XRDI、R、VSM等技术对其形貌、结构及其电磁性能进行了研究。结果表明：尺寸为25 nm左右的CoFe2O4磁性微粒被聚苯胺完全包覆,导电聚苯胺（PANI）与CoFe2O4之间存在化学键合作用;复合材料同时具有优良的电性能和磁性能,其电导率随CoFe2O4含量的增加而降低,饱和磁化强度却随之增加,而矫顽力则在101-131Oe范围内变化,且均高于纯CoFe2O4的矫顽力。

CoFe2O4增强超声/H2O2降解环丙沙星

实验合成磁性CoFe_2O_4,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对其进行表征,研究其催化超声/H_2O_2(US/H_2O_2)降解环丙沙星的效果和机理.实验考察了CoFe_2O_4和H_2O_2添加浓度、初始p H值、不同形态氮、氯离子等因素对环丙沙星降解效果的影响.并以大肠杆菌为指示菌种,分析了CoFe_2O_4催化US/H_2O_2降解环丙沙星过程中抑菌性的变化.结果表明,CoFe_2O_4能够有效增强US/H_2O_2降解环丙沙星,CoFe_2O_4和H_2O_2浓度分别为0.04 g·L^(-1)和1.0 mmol·L^(-1)、p H=3.0、反应60 min环丙沙星的降解率达到85.26%;与NH_4^+相比,NO_3^-促进环丙沙星的降解,NO_2^-和Cl^-不同程度抑制环丙沙星的降解.自由基抑制结果表明,CoFe_2O_4增强US/H_2O_2降解环丙沙星主要在于·OH的生成.CoFe_2O_4稳定性结果表明,5次反复实验后,环丙沙星60 min的降解率仅降低了4%左右,催化剂的重复利用性较高.琼脂扩散实验表明,CoFe_2O_4在催化US/H_2O_2降解环丙沙星的同时,CoFe_2O_4/US/H_2O_2体系能够完全去除其对大肠杆菌的抑菌性.

SiO2对纳米CoFe2O4结构和磁性能的影响

采用sol-gel法及经空气中热处理制备了CoFe2O4和CoFe2O4/SiO2纳米材料。利用XRD、SEM和振动样品磁强计(VSM)对样品的结构、晶粒尺寸及磁性能进行了研究。结果表明:SiO2的加入有助于降低CoFe2O4的形成温度,有效抑制CoFe2O4晶粒的长大,并使CoFe2O4的Hc提高。经900℃热处理的CoFe2O4/SiO2样品中已不存在杂相Fe2O3;CoFe2O4的晶粒尺寸从无SiO2时的78nm减小到15nm;样品的Hc由41.1kA·m–1提高到73.1kA·m–1。

不同尺度CoFe2O4颗粒的水热法合成及其高频电磁性能

利用水热法，在不同的反应溶剂下，分别制备了颗粒尺寸为200～300nm（亚微米）以及20～30nm（纳米）CoFe2O4颗粒，并对其组织形貌、静态磁性能以及微波电磁性能进行了表征分析，探讨了颗粒尺寸对其静态、动态电磁性能的影响规律。

可渗透反应墙结合CoFe2O4/GO纳米复合材料去除模拟废水中Pb(Ⅱ)及其吸附机理研究

为探究氧化石墨烯负载高铁酸钴(CoFe2O4/GO)纳米复合材料性质及其对水溶液中Pb(Ⅱ)的去除效果,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、超导量子干涉仪(SQUID)、拉曼光谱及N2吸附对合成的CoFe2O4/GO纳米复合材料进行表征,利用可渗透反应墙对材料实用性进行探究,探索反应过程中不同酸度及温度对Pb(Ⅱ)去除效果的影响,并利用动力学及等温吸附对CoFe2O4/GO纳米复合材料去除水溶液中Pb(Ⅱ)的机理进行研究。结果表明,XRD表征发现GO的晶面及CoFe2O4的立方晶系尖晶石型结构。FTIR光谱显示Co-O和Fe-O振动,且CoFe2O4/GO表面含有大量-OH、-C=O、及-COO-等不饱和基团。SEM谱图观察到出CoFe2O4发生了部分团聚,且观察到存在一些空隙结构,其平均粒径为48.93 nm。XPS表征观察到CoFe2O4/GO表面含有C、O、Fe、Co等元素,且有Co2p存在。通过CoFe2O4/GO磁性表征,其饱和磁化强度约为27.01 A·m^2/kg。该复合材料D峰:G峰的比值较高,表明含有大量含氧基团。CoFe2O4/GO的BET比表面积为148.6723 m^2/g,孔径集中在3.93 nm左右。可反应渗透强处理模拟废水,在100 min后逐渐达到饱和,在4次内重复利用该材料可取的很好效果。pH值在8时为反应体系最优酸度,随着温度的升高,Pb(Ⅱ)去除率随之增加,温度升高有利于吸附。Freundlich吸附等温方程及准二级动力学更适用于描述CoFe2O4/GO吸附Pb(Ⅱ)的过程。可渗透反应墙结合CoFe2O4/GO纳米复合材料去除模拟废水中Pb(Ⅱ)具有良好效果。

溶胶-凝胶法制备纳米级CoFe2O4尖晶石

采用溶胶-凝胶法，制备出具有尖晶石结构的钴铁氧体。经激光粒度仪、XRD、TEM、VSM等方法测定，结果表明产品为平均粒径50～60nm的CoFe2O4尖晶石相，外观近似球形，分散性较好，组成均匀，矫顽力及比饱和磁化强度分别为78kA／m和72Am^2／kg，该法制备的纳米粉体工艺简单。

CoFe2O4纳米线阵列的合成及磁性

利用多孔阳极氧化铝模板和溶胶．凝胶法制备了CoFe2O4纳米线阵列。溶胶是通过真空注入法被填充到模板的纳米孔洞中的，通过高温热处理，形成CoFe2O4纳米线阵列。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和振动样品磁强计（VSM）对CoFe2O4纳米线阵列的形貌、结构和磁性进行了研究。CoFe2O4纳米线的直径与模板孔径相等．其具有多晶的尖晶石结构。CoFe2O4纳米线阵列未表现磁各向异性，这是由其多晶结构和较大的磁晶各向异性常数决定的．

PANI/CoFe2O4 复合纤维材料的模板-原位聚合法制备及其电磁性能

以棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了具有纤维结构的CoFe2O4磁性材料,并利用苯胺单体在CoFe2O4纤维材料表面的原位聚合制备了CoFe2O4/PANI复合纤维材料。借助SEM、XRD、FT-IR、四探针电导率仪及VSM等技术研究了材料的形貌、结构以及电磁性能等。结果表明,通过上述方法可以制备出CoFe2O4与PANI相间以化学键结合的复合纤维材料;复合材料兼具电、磁性能,在所研究的含量范围内,其电导率随CoFe2O4含量增加而降低,饱和磁化强度随之升高,复合材料的矫顽力均高于CoFe2O4,并随CoFe2O4含量减少而增加。复合材料良好的磁性能是材料的特殊微观形貌以及CoFe2O4、PANI二组分间相互作用等因素协同作用的结果。

沉淀介质对CoFe2O4前驱体粒度和形貌的影响

利用共沉淀法制备了CoFe2O4的前驱体粉末。在不同的沉淀介质下制备了具有多角形小粒子聚集体、具有棒状等不同形貌和粒度的CoFe2O4的前驱体。结果表明：沉淀介质的表面张力系数和介电常数对前驱体粉末的粒度和形貌有很大影响。当沉淀介质为蒸馏水时,产物为多角形小粒子聚集的类球形结构;沉淀介质为无水乙醇时产物呈较为均匀的针状或短棒状结构,粒子长度为2～5μm,直径小于0.5μm,粒子直径较蒸馏水介质时较小。同时,使用乙醇作为沉淀介质时,产物分散性好。

CoFe2O4超微粉末的磁性能及红外特性研究

采用溶胶-凝胶法制备CoFe2O4超微粉末，并经不同温度热处理，通过X射线衍射考察其结构特性，采用振动法测定其磁性能，运用红外漫反射光谱研究粉末红外特性的尺寸效应。结果表明：200℃以上的热处理开始促进粉末的长大和晶化过程，而且随着温度的升高，晶化程度增强，粉末粒径增大；CoFe2O4超微粉末的磁性与粉末的粒径大小有着密切的关系，磁饱和强度的最大值为57emu，矫顽力的最大值为1831Oe红外漫反射谱较好地反映粉末的尺寸效应，粉末粒径越小，漫反射函数值越大；当粒径达到一定尺寸时，红外漫反射的尺寸效应基本消失。

类鱼骨结构CoFe2O4纳米纤维的制备与性能

采用静电纺丝与高温煅烧相结合的方法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、九水合硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)和六水合硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)为原料,制备出了类鱼骨结构的CoFe2O4纳米纤维,并研究了煅烧温度对CoFe2O4纳米纤维形貌、磁性能以及微波吸收性能的影响。结果表明:随着煅烧温度的升高,CoFe2O4纤维的结晶度和晶粒尺寸逐渐增大,纳米纤维的表面形貌由光滑发展为粗糙多孔,煅烧温度超过800℃时,纳米纤维呈现类鱼骨结构;随着煅烧温度增加纤维直径逐渐减小,900℃煅烧的纤维平均直径为80.3 nm。所制备的纳米纤维经振动样品磁强计(VSM)测试结果表明,饱和磁化强度(Ms)随着煅烧温度的升高而增加,在900℃煅烧条件下纤维的Ms达87.13 A·m^2/kg。矢量网络分析仪测试结果表明,不同煅烧温度下纤维的微波吸收性能差异明显,800℃下煅烧的纤维具有最佳的吸波性能。CoFe2O4纳米纤维通过磁滞损耗和涡流损耗机制吸收电磁波,煅烧产生的孔洞和类鱼骨形貌有利于电磁波在孔道表面多次反射从而增加反射损耗。

CoFe2O4基棕褐色太阳能吸收涂层的制备及性能

采用溶液凝胶法在400℃的低温条件下制备出单相CoFe_2O_4尖晶石型陶瓷颜料。通过XRD、SEM及颜料的红外反射光谱系统的研究了煅烧温度对陶瓷颜料的晶型结构、晶粒尺寸、晶粒形貌以及热发射值的影响。随后,将合成的CoFe_2O_4尖晶石型陶瓷颜料与有机树脂、有机助剂复配,形成吸光涂料。采用操作简单,成本低廉、容易实现大面积制备的涂料喷涂法将所制备的吸光涂料喷涂到高红外反射的金属铝基底上,制备出尖晶石型棕褐色陶瓷太阳能吸光涂层,其太阳能吸收值αs=0.768～0.818,热发射值为ε100=0.315～0.398。棕褐色的涂层也可以满足太阳能户外建筑对色彩的需求。此外,接触角测试表明CoFe_2O_4尖晶石型陶瓷涂层平均水的接触角θe>106°,这使得该涂层具备一定的自清洁性能,能有效地应对户外湿度环境对涂层的侵蚀。

纳米CoFe2O4／GNS负极制备及其电化学性能研究

采用溶剂热法一步合成纳米尺寸CoFe2O4/GNS复合材料(直径约为15 nm),其颗粒尺寸均一,且均匀分散于石墨烯表面.电化学测试结果表明,该复合物电极具有良好的循环和倍率性能,500 mA·g-1电流密度下100周期循环比容量稳定在709 mAh·g-1,容量保持率高达95.8%;2 A·g-1电流密度,其比容量仍高达482 mAh·g-1.

CoFe2O4-PPy@CS磁性纳米材料制备及吸附研究

用聚吡咯(PPy)和壳聚糖(CS)功能化CoFe2O4,制得CoFe2O4-PPy@CS磁性纳米复合材料。对所得材料的形貌和结构进行表征,并研究了不同环境参数对复合材料吸附Cu^2+、孔雀石绿(MG)和甲基蓝(MB)的影响。结果表明,复合材料吸附Cu^2+和MG(MB)的适宜pH分别为5~7、5~9;随着时间的延长,对Cu^2+、MG、MB的吸附量均逐渐增加,MB的吸附速率要明显快于Cu^2+和MG,并于120 min左右达到吸附平衡,而Cu^2+和MG则需要更长的平衡时间。对Cu^2+的吸附符合Langmuir等温线模型,对MG的吸附符合Freundlich等温线模型,且2种吸附等温线模型均能较好地拟合对MB的吸附过程,最大吸附量分别可达48.3、246.0、233.8 mg/g。三者的吸附动力学均遵循准2级动力学反应模型。

SiO2-CaO-P2O5-CoFe2O4磁性玻璃陶瓷空心微球的制备及其药物缓释性能研究

通过共沉淀-模板法制备SiO2-CaO-P2O5-CoFe2O4磁性空心微球.采用综合热分析(TG-DTA)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)系统研究不同玻璃组成对玻璃陶瓷空心微球形貌和结晶的影响.制备的玻璃微球经过800℃热处理2 h后,可以得到玻璃陶瓷空心微球,其平均粒径为300 nm左右,且获得的微球存在一定团聚现象.同时在微球玻璃中析出纯的磁性CoFe2O4晶体相.利用茶碱作为药物模型,研究玻璃陶瓷空心微球的药物缓释行为,发现这种磁性玻璃陶瓷空心微球兼具靶向、磁热疗、生物相容性、药物缓释于一体,在肿瘤治疗方面有重要应用.

反应条件对CoFe2O4颗粒形貌、粒径大小和磁性的影响

以FeSO4（NH4）2SO4、6H2O、CoCl2·6H2O、C6H5Na3O7·2H2O为前驱物，采用水热法合成了钴铁氧体CoFe2O4。用XRD、TEM、VSM分别测试了CoFe2O4颗粒大小、形貌、饱和磁化强度和矫顽力，探讨了反应时间、温度、溶质浓度、酸碱环境对颗粒粒径大小、形貌及其磁性能的影响。结果表明，适度的减短反应时间、降低温度、选取合适的溶质浓度和NaOH溶液浓度，可以得到粒径小、形貌统一的纳米颗粒，并且有助于增大CoFe2O4颗粒的饱和磁化强度。