磁性納米復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、磁性納米粒子具有大的比表面積、高的飽和磁化強(qiáng)度以及表面易修飾等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于磁記錄材料，磁流體，催化，醫(yī)藥，水處理等領(lǐng)域。磁性納米顆粒優(yōu)異的磁性和吸附催化性能可以用于吸附水體中有機(jī)染料并進(jìn)行有效的回收利用，但是單一的磁性粒子容易團(tuán)聚，在水中無法有效地分散，當(dāng)前采取的主流方法是將磁性顆粒與大比表面的材料復(fù)合，從而起到阻隔粒子團(tuán)聚的目的。碳球在苛刻環(huán)境下具有良好的穩(wěn)定性;石墨相氮化碳作為半導(dǎo)體光催化劑，不僅原料來源豐富，而且具有可見光響

2、應(yīng)，一般作為金屬及金屬氧化物納米復(fù)合材料載體使用，結(jié)合了金屬/金屬氧化物納米顆粒以及碳球和石墨相氮化碳兩者優(yōu)異的性能，起到增加對(duì)目標(biāo)物的吸附與催化。本論文以四氧化三鐵和鎳納米粒子為基礎(chǔ)磁性材料合成了碳基及石墨相氮化碳基磁性納米復(fù)合材料，探討其吸附或光催化分解水中染料的性能。
　　論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　1.通過簡單一步水熱反應(yīng)路線，以C6H12O6、 FeCl3和FeSO4為反應(yīng)原料，制備了C@Fe3O4納米粒子

3、。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Fe3O4納米粒子被包覆在碳?xì)?nèi)，粒子尺寸范圍在6-9nm。C@Fe3O4納米粒子具有高達(dá)51.62 m2/g的比表面積，飽和磁化強(qiáng)度為44.1 emu/g。40分鐘就可以將剛果紅完全吸附，同時(shí)容易磁分離，這可以作為吸附劑用來處理污水和減少自然環(huán)境的惡化。最后，考察了鐵鹽和葡萄糖不同質(zhì)量比對(duì)產(chǎn)物形貌、結(jié)晶性能和吸附性能的影響。
　　2.以高溫煅燒尿素獲得薄片層疏松g-C3N4，并通過化學(xué)共沉淀法成功將Fe3O4納米

4、粒子均勻負(fù)載到g-C3N4納米片表面。所制備的Fe3O4納米粒子和Fe3O4/g-C3N4納米材料都具有順磁性，F(xiàn)e3O4/g-C3N4的比表面積高達(dá)200.818 m2/g?？疾炝似淇梢姽庀鹿獯呋阅芗皩?duì)染料的吸附性能，結(jié)果表明:1小時(shí)內(nèi)，F(xiàn)e3O4/g-C3N4對(duì)RhB的光催化效率達(dá)92％，對(duì)剛果紅吸附率為95.5％，可作為光催化劑和吸附劑應(yīng)用于水處理及環(huán)境方面。
　　3.以水合肼為還原劑，乙二醇為溶劑，氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液堿性，

5、通過化學(xué)還原法制備了花狀結(jié)構(gòu)的Ni材料?？疾炝瞬煌軇⒎磻?yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物形貌的影響，并在此基礎(chǔ)上提出形成機(jī)理。同時(shí)也考察了80℃下，三個(gè)不同反應(yīng)時(shí)間產(chǎn)物的吸附性能。結(jié)果表明:溶劑的種類對(duì)產(chǎn)物的形貌和成分的影響很大。提高反應(yīng)溫度與延長反應(yīng)時(shí)間都可以使產(chǎn)物逐漸演變成三維花狀結(jié)構(gòu)，并且結(jié)晶性更好。與80℃10min和30 min樣品相比，2h的花狀Ni擁有更高的吸附能力，1h對(duì)剛果紅的吸附率達(dá)84％。
　　4.通過溶劑熱技術(shù)合成