二元CoFe2O4-p-MgFe2O4磁性液体的制备及磁化特性研究

采用化学共沉淀法制备了CoFe2O4强磁性纳米微粒和p-MgFe2O4(Mg(OH)2与Fe(OH)3的混合物)弱磁性纳米微粒.并按体积比为1:1将CoFe2O4磁性液体、p-MgFe2O4顺磁磁性液体混合,得到二元CoFe2O4-p-Mg-Fe2O4磁性液体.实验结果表明混合磁性液体的磁化强度不能简单等于两种单一磁性液体磁化强度的叠加.在CoFe2O4磁性液体中,其磁性微粒在无场时会自发组装形成对磁化强度无贡献的闭合环状团聚体结构.二元磁性液体磁化时,这种CoFe2O4微粒环可能部分破裂.根据偶极子相互作用能判断CoFe2O4体系与p-MgFe2O4体系无相互作用,因此可根据单元磁性液体的磁化性质为基础来分析二元磁性液体的磁化性质.

Abstract：

Strong magnetic CoFe2O4 nanoparticles and weak magnetic p-MgFe2O4 (mixture of hydroxide Mg(OH)2 and Fe(OH)3) nanoparticles are produced by the chemical co-precipitation technology. Binary ferrofluids of CoFe2O4-p-MgFe2O4 are obtained by mixing CoFe2O4 ferrofluids and p-MgFe2O4 paramagnetic fluids in a ratio of 1: 1 (v/v). The experimental results indicate that the magnetization of the binary ferrofluid is not simple summation of the two single magnetic fluids. Without external magnetic field,some particles can self-assemble into aggregates of closed ring-like structures, which make no contribution to the magnetization for the CoFe2O4 ferofluid. In the magnetization process of the binary ferrofluid, the closed ring-like structure can partially break. Based on the interaction between two dipoles, it can be judged that there is no magnetic interaction between the CoFe2O4 magnetic system and the p-MgFe2O4 magnetic system. Therefore, the magnetization behavior of the binary ferrofluids can be analyzed based on the single magnetic fluids.     

Fe3 O4／TiO2复合物的制备

[目的]以钛铁矿为原料,制备包覆性Fe_3O_4/TiO_2磁性光催化剂。[方法]研究不同温度、反应时间、钛铁矿颗粒大小、是否冷凝回流等条件下钛铁矿的溶解情况以及TiO_2、Fe_3O_4/TiO_2的产率和催化效果,并采用X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对催化剂产物进行表征,且验证催化剂的磁性能。[结果]该方法可以制备出磁性良好、包覆效果好、较纯净的Fe_3O_4/TiO_2包覆性光催化材料。[结论]制备出的Fe_3O_4/TiO_2复合物保持了Fe_3O_4的磁性,是一种性能优良的包覆性光催化材料。     

自形成MnFe2O4磁性液体的制备和磁性

用化学共沉淀法制备MnFe2O4纳米微粒,并且采用自形成法制备了粒子型磁性液体.在这种磁性液体中,通过适当的酸蚀,Mn2+和Fe3+离子从MnFe2O4纳米微粒溶解并吸附在磁性微粒表面以阻止微粒团聚.微粒和磁性液体都呈磁滞回线.这种磁化性质可能来源于在高场下产生的不可逆团聚.

Abstract：

MnFe2O4 nanoparticles are prepared by chemical coprecipitation method. Based on the MnFe2O4 nanoparticles, a self-formed ionic ferrofluid is synthesized. In the ferrofluid, Mn2+ and Fe3+ ions dissolved from the MnFe2O4 nanoparticles via suitable acid attack are adsorbed on the surface of the magnetic particles, thus preventing the particles from aggregating. The average thickness of ionized layers of the ferrofluid particles is about 1 to 2 nm.Both the particles and the ferrofluids have hysteresis behavior. The behavior may result from irreversible aggregation induced under high magnetic field.     

0.8ZnFe2O4-0.2MnFe2O4纳米颗粒磁化性质的实验研究

对采用化学共沉淀法制备的ZnFe2O4,MnFe2O4以及两者混合的3种纳米颗粒体系的磁化性质进行了实验研究.在室温下测量了它们的磁化曲线,结果表明ZnFe2O4颗粒是顺磁性的,MnFe2O4及0.8Zn Fe2O40.2MnFe2O4混合颗粒呈超顺磁性.MnFe2O4颗粒的实验曲线和无相互作用的Langevin理论曲线间有较大偏差.混合颗粒体系的磁化强度不等于单独两种颗粒的磁化强度的简单相加.应用偶极子相互作用和颗粒团聚效应解释了MnFe2O4颗粒和混合颗粒体系的磁化性质.     

纳米Fe0/Fe3O4复合体系对溶液中PCB77的降解研究

研究了纳米Fe0与纳米Fe3O4单一与复合体系对溶液中PCB77的降解动力学,以及影响降解效率的不同因素.结果表明,投加纳米Fe0对PCB77有显著的降解效果,反应240 min后PCB77残留率为8.94％;投加纳米Fe0同时配以不同比例的纳米Fe3O4能明显影响PCB77的降解速率,纳米Fe0/Fe3O4投加比例为1∶0.1、1∶0.2和1∶1时,PCB77的残留率分别为6.46％、10.23％和38.20％.溶液pH对纳米Fe0/Fe3O4复合体系降解PCB77具有较大的影响,当溶液pH为6.8时,纳米Fe0/Fe3O4复合体系降解PCB77的效果最好.纳米Fe0Fe3O4复合体系对PCB77的降解是一个还原脱氯的过程,随着PCB77残留率的减小,氯离子浓度不断增大,同时反应体系中氧化还原电位不断降低.研究结果将为环境中残留PCBs提供一种高效去除方法,并为PCBs污染水体和土壤的修复提供理论依据.     

0.8ZnFe2O4-0.2MnFe2O4纳米颗粒磁化性质的实验研究

对采用化学共沉淀法制备的ZnFe2O4,MnFe2O4以及两者混合的3种纳米颗粒体的磁化性质进行了实验研究．在室温下测量了它们的磁化曲线,结果表明ZnFe2O4颗粒是顺磁性的,MnFe2O4及0.8Zn Fe2O4-0.2MnFe2O4混合颗粒呈超顺磁性．MnFe2O4颗粒的实验曲线和无相互作用的Langevin理论曲线间有较大偏差．混合颗粒体系的磁化强度不等于单独两种颗粒的磁化强度的简单相加．应用偶极子相互作用和颗粒团聚效应解释了MnFe2O4颗粒和混合颗粒体系的磁化性质．     

UV/Fe3+/H2O2体系降解邻苯二甲酸二甲酯

利用UV/Fe3+/H2O2体系降解水溶液中的邻苯二甲酸二甲酯(DMP).导致DMP有效降解的·OH来自Fe(Ⅲ)-H2O络合物、H2O2的光致激发以及由此引发的Fenton反应过程.分析了酯浓度、pH值、H2O2浓度和Fe3+用量等条件对DMP降解的影响.结果表明,pH=3.0,[Fe(Ⅲ)]0=9.0×10-4～2.9×10-3 mol/L,[H2O2]0=8.9×10-4～2.0×10-3 mol/L,光照75 min条件下,50 mol/L DMP的光降解率可达99％以上.DMP浓度增大时,降解率下降.pH=3.0时,对反应进程以一级反应动力学模型进行拟合的结果表明,H2O2是影响反应速率的主要浓度因素,可通过加快Fe3+转化成Fe2+的速度,达到减少其用量,降低处理成本的目的.     

纳米Fe3O4/PANI复合体系的微波电磁特性研究

用原位化学反应生成法制备了纳米Fe3O4/PANI复合材料,研究了样品在2~18 GHz范围的微波电磁特性与吸收性能以及复合材料组分对电导率、密度的影响.结果表明,Fe3O4颗粒尺寸约12.7 nm,Fe3O4在复合体系中的质量分数为35%左右时,电导率最大,密度相对较低,微波吸收率最高,吸收峰值为-21 dB,-10 dB频宽大于4 GHz,样品同时具有电损耗和磁损耗.可见,通过优化设计,纳米Fe3O4/PANI复合体系可以成为一种性能优良的微波吸收材料.     

Low-field magnetic separation of monodisperse Fe3O4 nanocrystals

Magnetic separations at very low magnetic field gradients (<100 tesla per meter) can now be applied to diverse problems, such as point-of-use water purification and the simultaneous separation of complex mixtures. High-surface area and monodisperse magnetite (Fe3O4) nanocrystals (NCs) were shown to respond to low fields in a size-dependent fashion. The particles apparently do not act independently in the separation but rather reversibly aggregate through the resulting high-field gradients present at their surfaces. Using the high specific surface area of Fe3O4 NCs that were 12 nanometers in diameter, we reduced the mass of waste associated with arsenic removal from water by orders of magnitude. Additionally, the size dependence of magnetic separation permitted mixtures of 4- and 12-nanometer-sized Fe3O4 NCs to be separated by the application of different magnetic fields.     

ZnFe2O4基磁凝胶的制备及磁性

用自形成法制备ZnFe2O4磁凝胶,并进一步研究包裹ZnFe2O4的γ-Fe2O3磁凝胶的制备,用振动样品磁强计(VSM)对ZnFe2O4和包裹ZnFe2O4的γ-Fe2O3磁性微粒及配制的胶体处在溶胶和凝胶的磁性测量.结果表明ZnFe2O4磁性微粒和胶体呈顺磁性,而包裹ZnFe2O4的γ-Fe2O3磁性微粒和胶体呈亚铁磁性.ZnFe2O4凝胶较其溶胶易磁化,而ZnFe2O4/γ-Fe2O3凝胶较其溶胶难磁化.从微观机制上解释了产生这些磁性差异的原因.

Abstract：

ZnFe2O4 magnetic gel is prepared by the self-formed method, and the preparation of γ-Fe2O3 coated with ZnFe2O4 is studied. The magnetization of ZnFe2O4 and γ-Fe2O3 nanoparticles coated with ZnFe2O4 and their gels and sols are measured by a vibrating sample magnetometer(VSM). The results show that the ZnFe2O4 powder and its colloid are paramagnetic, while the γ-Fe2O3 magnetic particles coated with ZnFe2O4 and colloid show ferrimagnetism. ZnFe2O4 gel is easier to be magnetized than sol. However, ZnFe2O4/γ-Fe2O3 gel is harder magnetized than sol. The reason for the difference in magnetization is interpreted microscopically.     

超声辅助磁性纳米四氧化三铁催化过氧化氢降解亚甲蓝染料的研

建立了一种基于超声辅助磁性四氧化三铁纳米微粒催化过氧化氢降解亚甲蓝染料的方法,研究了四氧化三铁纳米微粒浓度、过氧化氢浓度、pH值、反应时间、超声时间和温度等对催化降解反应的影响.结果表明,当四氧化三铁纳米粒子浓度为600mg/L,过氧化氢浓度为0.32mol/L,pH值为5,超声时间为3min,温度为30℃,反应时间为2h时,模拟染料废水中亚甲蓝的去除率最高可达到95%.     

蜜蜂体内磁铁矿(Fe3O4)来源问题的研究

以蜂蜜和花粉为实验材料 ,应用X射线衍射仪来检测花粉和蜂蜜中的Fe3 O4。结果表明 :在花粉和蜂蜜中没有检测出Fe3 O4,由此我们推断蜜蜂可以合成Fe3 O4。     

磁性Fe3O4纳米粒子在农学领域应用研究进展

磁性Fe3O4纳米粒子由于体积小、比表面积大、具有表面效应和超顺磁性等优良特性在农学相关领域得到了广泛的应用。综述了磁性Fe3O4纳米粒子在磁性固相萃取、食品工业、控释农药、农药增效及光催化降解等农学相关领域的应用,比较了磁性Fe3O4纳米粒子不同制备方法的优缺点,探讨了磁性Fe3O4纳米粒子在应用中存在的挑战和未来的发展趋势。     

Fe3O4纳米颗粒细胞毒性的研究

为了研究Fe3O4纳米颗粒在突变细胞系的中的毒性问题,采用不同浓度Fe3O4纳米颗粒处理含有核苷酸剪切修复基因XPF突变的原代XPF细胞与HeLa细胞.细胞集落形成实验证实了Fe3O4纳米颗粒对XPF细胞的生长有显著的抑制作用,表现出了一定的细胞毒性,说明Fe3O4纳米颗粒不适合应用于有核苷酸剪切修复基因突变的人群.RT-PCR的结果发现CHEK1,RPA1,RPA2和RPA3的转录在XPF细胞内较明显地增加,说明了Fe3O4纳米颗粒通过改变XPF细胞内这些基因的转录,从而抑制其分裂和生长.     

由Ni2O3/Fe2O3复合纳米微粒构成的离子型磁性液体的磁化性质研究

采用Massart法合成了Ni2O3/Fe2O3复合微粒磁性液体,并用振动样品磁强计(VSM)对磁性微粒及其磁性液体的磁化性质进行了测量.用Langevin理论进行了磁性液体磁化曲线的拟合.实验结果表明,磁性液体的实际测量的比饱和磁化强度小于理论值,并且磁性液体的初始磁化率大于Langevin理论曲线的初始磁化率.用零场下磁性液体中的微粒自组装结构对实验现象进行了解释.     

Multiferroic BaTiO3-CoFe2O4 Nanostructures

We report on the coupling between ferroelectric and magnetic order parameters in a nanostructured BaTiO3-CoFe2O4 ferroelectromagnet. This facilitates the interconversion of energies stored in electric and magnetic fields and plays an important role in many devices, including transducers, field sensors, etc. Such nanostructures were deposited on single-crystal SrTiO3 (001) substrates by pulsed laser deposition from a single Ba-Ti-Co-Fe-oxide target. The films are epitaxial in-plane as well as out-of-plane with self-assembled hexagonal arrays of CoFe2O4 nanopillars embedded in a BaTiO3 matrix. The CoFe2O4 nanopillars have uniform size and average spacing of 20 to 30 nanometers. Temperature-dependent magnetic measurements illustrate the coupling between the two order parameters, which is manifested as a change in magnetization at the ferroelectric Curie temperature. Thermodynamic analyses show that the magnetoelectric coupling in such a nanostructure can be understood on the basis of the strong elastic interactions between the two phases.     

Fe2+/S2O2-8/S2O2-3体系下噻虫嗪的降解研究

为探讨噻虫嗪在Fe2+/S2O2-8/S2O2-3体系下降解情况,首先通过单因素实验研究了不同Fe2 、S2O2-8和S2O2-3浓度对噻虫嗪降解率的影响,然后通过中心复合实验,研究各单因素之间的相互影响,得出了Fe2 /S2O2-8/S2O2-3体系下Fe2 、S2O2-8和S2O2-3三种离子的最佳配比,建立了噻虫嗪化学氧化降解模型,并确定其最佳降解条件为：Fe2 浓度为0.69 mmol·L-1,S2O2-3为0.69 mmol·L-1,S2O2-8为3.29 mmol·L-1。最后在三种离子最佳配比条件下探究了不同溶液初始pH值、不同底物浓度及其活性氧物种淬灭剂对噻虫嗪的降解情况影响。研究结果表明,噻虫嗪在pH=9.0时降解率较好,噻虫嗪的降解率随着底物浓度的增加而减小,活性氧物种淬灭剂会降低噻虫嗪的降解率。     

H_2O_2/Fe~(2+)体系处理难降解废水的动力学模型研究进展

概述了H2O2/Fe2+体系(Fenton)处理难降解废水中有关反应动力学模型的研究进展,包括一级、二级动力学模型、反应级数推导模型、稳态假设动力学模型和反应因素相关模型,并对Fenton法处理难降解废水的动力学模型发展趋势进行了展望。     

Bi_2Fe_4O_9/TiO_2复合光催化剂的制备及光催化性能

[目的]制备复合光催化剂Bi2Fe4O9/TiO2并研究其光催化性能。[方法]采用高能球磨法制备复合光催化剂Bi2Fe4O9/TiO2,通过XRD、SEM和UV-Vis对其进行了表征,并探讨Bi2Fe4O9掺杂量及球磨时间对其光催化活性的影响。[结果]当Bi2Fe4O9掺杂量为5.0%,球磨时间为12 h时,复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解率达到56%。[结论]复合光催化剂光活性的提高可能是由于催化剂中复合半导体结构的光生电子-空穴对的有效分离造成的。     

磁性纳米Fe3O4对水中磷的吸附去除研究

建立了一种基于磁性Fe3O4纳米材料吸附除磷的方法,研究了Fe3O4纳米微粒浓度、溶液pH值、反应时间及温度等因素对磷去除的影响,并进一步探讨了吸附动力学及吸附等温线.结果表明,纳米Fe3O4对溶液中磷的去除率随时间的增加而增加,在5h可达到吸附平衡.在优化条件下对磷的去除可达90％,可用于处理含磷废水.由于纳米Fe3O4有很好的磁性,在外磁场作用下容易实现快速的固液分离,在磷废水处理中有潜在应用价值.