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目前,制备Fe3O4(FeO×Fe2O3)磁性材料的大多数方法由于利用铁源的不同,存在的问题也各不相同。简单地讲,若以Fe3+盐做铁源时,不仅需要使用碱性沉淀剂,而且还需还原剂,以使适量的Fe3+转化为Fe2+;若以Fe2+盐做铁源时,除需添加碱性沉淀剂外,还需控制适量Fe2+(易于氧化成Fe3+)转化为Fe3+;如若以化学计量比的Fe2+、Fe3+盐做铁源时,同样除了需添加碱性沉淀剂外,还要严格地控制实验条件等。总之,Fe3O4的制备方法大多存在制备过程复杂、条件难以严格控制、成本高、易于造成环境污染,且难以制得纯度高和性能优异的Fe3O4。本论文针对以上问题,建立了一步绿色制备Fe3O4纳米复合材料的水/溶剂热法。该方法的突出优点:仅利用单一铁源(如Fe2+/Fe3+盐)、聚合物单体,在无其它任何添加剂(如碱性试剂、氧化/还原剂、催化剂、表面修饰剂等)的条件下,一步绿色制备出一系列Fe3O4纳米复合材料(Fe3O4/C、PANI/Fe3O4、PANI/Fe3O4/C、PS/Fe3O4/C),具有成本低、流程短、效律高、操做简单、绿色环保等突出优点。具体研究内容和表征结果如下:1、以Fe3+(Fe(NO3)3·9H2O)为铁源,Fe3O4/C、PANI/Fe3O4磁性纳米复合材料的一步绿色制备(1)以Fe3+盐(Fe(NO3)3·9H2O)为铁源、鸡毛(chicken feather-CF)为碳源和还原剂、乙醇为溶剂,利用溶剂热一步绿色制备出Fe3O4/C磁性纳米复合材料;分别考察了溶剂热温度、时间、溶剂、CF的用量等对目标相Fe3O4的形成以及产物性能-磁、吸附等的影响。通过对材料XRD、IR、XPS、TEM、SEM、VSM表征结果的分析可以得出:本实验在不添加其它任何试剂(如沉淀剂、还原剂等)的条件下,通过调控CF的用量,即可保证适量Fe3+→Fe2+的转化,从而保证了Fe3+→Fe3O4转化,获得具有良好磁性能的Fe3O4/C磁性纳米复合材料。(2)以Fe3+盐(Fe(NO3)3·9H2O)为铁源、苯胺(AN)兼做单体和还原剂、利用溶剂热一步绿色制备出PANI/Fe3O4磁性纳米复合材料;分别考察了溶剂热温度、溶剂、AN的用量等对目标相Fe3O4的形成以及产物性能-磁、电等的影响。通过对材料XRD、IR、XPS、TEM、SEM、VSM表征结果的分析可以得出:本实验在不添加其它任何试剂(如沉淀剂、还原剂等)的条件下,通过调控AN的用量,即可保证适量Fe3+→Fe2+的转化,从而保证了Fe3+→Fe3O4转化,获得具有良好电磁性能的PANI/Fe3O4磁性纳米复合材料。2、以Fe2+(葡萄糖酸亚铁-Fe(OOC(CHOH)4CH2OH)2·2H2O)为铁源和碳源,Fe3O4/C、PANI/Fe3O4/C、PS/Fe3O4/C磁性纳米复合材料的一步绿色制备(1)以Fe(OOC(CHOH)4CH2OH)2·2H2O为铁源和碳源,水为溶剂,利用水热法一步绿色制备出具有类石墨烯结构的Fe3O4/C磁性纳米复合材料,并对材料进行了XRD、IR、XPS、TEM、SEM、VSM表征,从材料Fe3O4/C的表征结果可以得出:在不加任何碱性沉淀剂、氧化剂、催化剂,更无需进行四氧化三铁材料的表面修饰,一步由单一铁源制备出相间存在强相互作用的Fe3O4/C磁性纳米材料。水热过程中,在Fe(OOC(CHOH)4CH2OH)2·2H2O分子内发生了氧化-还原反应:Fe2+→Fe3+(氧化反应)(保证了Fe2++Fe3+→Fe3O4转化),CH2OH(CHOH)4COO2-→C(还原反应),即CH2OH(CHOH)4COO2-使部分Fe2+氧化成Fe3+,进一步转化为Fe3O4,同时它又是碳源,在Fe2+存在的条件下,通过水热过程转化成为具有高共轭程度的碳材料,从而实现了由单一原料Fe(OOC(CHOH)4CH2OH)2·2H2O一步制备目标材料Fe3O4/C。即:Fe2++CH2OH(CHOH)4COO- Hydrothermal process Fe3O4+C(2)在无催化剂、沉淀剂、氧化剂等条件下,分别以苯胺(AN)、苯乙烯(S)为有机单体,Fe(OOC(CHOH)4CH2OH)2·2H2O为原料,利用水热一步法制备出一系列不同聚苯胺(PANI)、聚苯乙烯(PS)含量的PANI/Fe3O4/C、PS/Fe3O4/C磁性纳米复合材料。