磁性納米復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、高的飽和磁化強度以及表面易修飾等特點，已廣泛應用于磁記錄材料，磁流體，催化，醫(yī)藥，水處理等領域。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染料并進行有效的回收利用，但是單一的磁性粒子容易團聚，在水中無法有效地分散，當前采取的主流方法是將磁性顆粒與大比表面的材料復合，從而起到阻隔粒子團聚的目的。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體光催化劑，不僅原料來源豐富，而且具有可見光響

2、應，一般作為金屬及金屬氧化物納米復合材料載體使用，結合了金屬/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，起到增加對目標物的吸附與催化。本論文以四氧化三鐵和鎳納米粒子為基礎磁性材料合成了碳基及石墨相氮化碳基磁性納米復合材料，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)容及結果如下:
　　1.通過簡單一步水熱反應路線，以C6H12O6、 FeCl3和FeSO4為反應原料，制備了C@Fe3O4納米粒子

3、。實驗結果表明:Fe3O4納米粒子被包覆在碳殼內(nèi)，粒子尺寸范圍在6-9nm。C@Fe3O4納米粒子具有高達51.62 m2/g的比表面積，飽和磁化強度為44.1 emu/g。40分鐘就可以將剛果紅完全吸附，同時容易磁分離，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)量比對產(chǎn)物形貌、結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，并通過化學共沉淀法成功將Fe3O4納米

4、粒子均勻負載到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200.818 m2/g?？疾炝似淇梢姽庀鹿獯呋阅芗皩θ玖系奈叫阅埽Y果表明:1小時內(nèi)，F(xiàn)e3O4/g-C3N4對RhB的光催化效率達92％，對剛果紅吸附率為95.5％，可作為光催化劑和吸附劑應用于水處理及環(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、通過化學還原法制備了花狀結構的Ni材料。考察了不同溶劑、反應時間、反應溫度對產(chǎn)物形貌的影響，并在此基礎上提出形成機理。同時也考察了80℃下，三個不同反應時間產(chǎn)物的吸附性能。結果表明:溶劑的種類對產(chǎn)物的形貌和成分的影響很大。提高反應溫度與延長反應時間都可以使產(chǎn)物逐漸演變成三維花狀結構，并且結晶性更好。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對剛果紅的吸附率達84％。
　　4.通過溶劑熱技術合成