纳米结构磁性粒子的磁性质以及光催化应用

来源 :安徽大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuezhenlong0310
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纳米尺度磁性复合物呈现出不同于复合物中单一磁材料的性质和用途。硬磁/软磁复合磁体是广受关注的复合体系。硬磁材料具有较高的矫顽力,而软磁材料具有较高的饱和磁化强度。理论预言,通过硬磁与软磁之间的交换耦合,硬磁/软磁复合磁体的磁能积与任一单相磁体相比将大幅度提升,有可能成为第四代永磁体。然而,大量的实验研究得出的磁能积远小于理论预言的值(1 MJ/m3),其本质原因有待于进一步研究。本论文的第一章中,研究了硬磁CoFe2O4/软磁CoFe2复合体系的磁性质。结果表明,软磁相含量的变化对磁化强度翻转进而对宏观磁性质会产生显著影响。磁性金属@氧化物核壳结构是另一类复合体系。从实际应用的角度,金属容易被氧化和腐蚀。为了解决这个问题,在金属外面制备氧化物壳层,构成磁性金属@氧化物核壳结构。此外,氧化物壳层具有生物兼容性,并且更容易进行功能化,因此,这种核壳结构粒子在生物传感和光催化领域具有应用前景。用固相反应方法制备氧化物壳层会导致粒子聚集、厚度难以控制等弊端。在本论文第二章中用我们自己开发的电化学阳极氧化法制备了 Fe@Fe203核壳结构,接着包覆Ti02,获得Fe@Fe203@Ti02。研究了它们的磁化强度稳定性以及光催化性能。在本论文的第三章,我们研究了氢气还原对NiFe204@NiFe2@Ti02磁性及光催化性能的影响。随着还原温度升高,NiFe2O4@NiFe2磁性复合物中,NiFe2的比例将会增加,使得复合物的磁化强度增加,所以磁催化剂的磁分离能力增强。本论文的主要研究结果如下:1、CoFe204@CoFe2核壳粒子的制备与磁性质制备了不同CoFe2含量的两个CoFe2O4/CoFe2交换弹簧复合材料,研究了不同磁场强度(500 Oe到20kOe)的场冷(FC)和零场冷(ZFC)磁化强度(MFC、MZFC)对温度的依赖关系。两个样品表现出不同的磁化强度翻转行为:随着温度降低,两个复合材料的磁矩在场依赖的不可逆温度Tirr处发生冻结。对于CoFe2含量较低的样品,-d(MFC-MZFC)/dT对温度T的曲线在低于Tirr中间温区T2处出现一个很宽的峰;当温度降低至10K时磁矩并未完全冻结。然而对于CoFe2含量较高的样品,-d(MFC-MZFC)/dT曲线除了在T2处有一个宽峰以外,在温度T1=15K附近出现一个急速上升的峰,在温度低于15 K时磁矩完全冻结。随着磁场从2kOe开始增加,T2和Tirr向低温方向偏移,T2的偏移由CoFe2O4的磁矩翻转所致。2、Fe@Fe2O3核壳粒子的制备以及TiO2功能化用电化学阳极氧化的方法合成Fe@γ-Fe2O3核/壳纳米粒子,然后在氮气保护下进行晶化。在细玻璃管中装入纳米铁粉,将铂丝插入细玻璃管中,然后将玻璃管浸入NH4F的电解液中,以面积为1-0×1.5cm2铂片作为阴极,铂丝作为阳极进行电化学氧化。HRTEM可以清楚观察到Fe@γ-Fe2O3具有核壳结构;γ-Fe2O3壳层厚度可以通过阳极氧化电压和时间来控制。与纯Fe纳米粒子相比,Fe@y-Fe2O3纳米粒子的磁稳定性更好,且更容易包覆TiO2。总之,Fe@γ-Fe2O3纳米粒子稳定性好,具有较高的饱和磁化强度,且更容易功能化等优点。因此,它不仅能用于光催化材料,而且在靶向药物输送和生物传感器等方面也有很好的应用前景。3、NiFe2O4@NiFe2@TiO2的化学态与光催化性能研究用水热合成方法制备NiFe2O4@TiO2磁载光催化剂,然后将其在400℃、600℃、800℃、1000℃的H2/N2混合气氛中还原,以改变元素化学态和获得有利于磁分离的强磁性NiFe2磁芯。不同于以往的报道,还原反应并没有在TiO2晶格中引入氧空位Ov和TiOx化学态。800℃还原的催化剂性能最优,其降解效率De、反应速率常数Kapp最大,分别达到99.9%和3×10-2min-1,其原因不能用对可见光的吸收、适量的Ov和TiOx化学态来解释;可能源于TiO2晶格内部、TiO2与磁性粒子之间的界面处适当的缺陷种类(如晶格内部的TiOH、界面处的Ti-O-Fe(Ni))和缺陷浓度的协同效应所致。
其他文献
遗传图谱是一种有效的辅助育种工具。较高质量的遗传图谱能够有效地进行QTL定位等研究。本研究对荔枝基因组测序及重测序数据开发用于杂交后代真杂种鉴定的纯合共显性分子标
加纳在1960年获得独立后希望加强完善其教育结构。这促使该国领导层制定了一项可以为初级教育阶段的学童提供免费餐点的政策。随后从全国各地区选取10所学校实施试点政策,到2
工业革命以来,随着机械化的普及和化工行业的兴起,环境问题日益凸显,人类发展与环境保护间的矛盾也日益尖锐,如何在不以牺牲环境为代价的前提下保证社会发展成为人们专注的首
随着建筑节能标准要求的不断提高,墙体也应不断改进来满足节能标准的要求。泡沫混凝土是一种绿色环保型建筑材料,具有轻质、保温隔热、隔声、防火等优点,此外还具有较好的抗震性能以及耐久性,目前已作为墙体保温材料广泛应用于有建筑节能需求的墙体。本文从泡沫混凝土材料性能、复合墙体热工性能现场检测以及复合墙体传热模拟三方面来研究浇筑聚苯颗粒泡沫混凝土的复合墙体热工性能。主要研究内容如下:(1)泡沫混凝土性能试验
蔬菜产业是除粮食产业外我国农业和农村经济发展的支柱产业,在蔬菜种植生产过程中,设施蔬菜由于集约化水平高而被广泛应用。番茄是深受广大消费者青睐的蔬菜,因其产量高、效益高(高产高效),多采用集约化设施栽培。番茄设施栽培中,菜农为追求产量,盲目的增加施肥量,不仅造成资源的浪费,更可能导致作物肥害的发生,引发土壤板结、酸化和次生盐渍化等一系列问题,严重影响作物的产量和品质。为此,本研究以番茄作为研究对象,
本试验旨在探究不同日粮蛋白水平对塔里木马鹿茸产量、血液生化指标等的影响,得出塔里木马鹿生茸期最适日粮蛋白水平,以提高塔里木马鹿产茸量,并为建立马鹿饲养行业标准提供
目的奥沙利铂是继顺铂、卡铂之后的第三代铂类抗肿瘤药物,对顺铂、卡铂耐药的肿瘤仍然具有作用,是铂类中对肿瘤具有最强杀伤能力的药物,是治疗晚期肿瘤最有效的化疗药物之一。胸腺肽是一种常用的免疫调节剂,是由胸腺组织的上皮细胞分泌的多肽激素,不但可以促使T淋巴细胞发育成熟,而且参与神经内分泌系统、免疫系统的相互作用,进而使细胞免疫被激活。胸腺肽不仅能够治疗细胞免疫功能低下的疾病,而且可以作为肿瘤的辅助性用药
全球冰川普遍退缩是气候对冰川变化的影响,反之,冰川变化也能引起气候变化,影响全球水循环。中国冰川资源与西部干旱地区水资源和社会经济发展息息相关,冰川变化情况不仅影响区域内水资源循环,同时冰川持续退缩会造成冰湖溃决、泥石流等自然灾害从而威胁区域内社会财产安全。本研究以中国西部为研究区域,选择Landsat 8影像、SRTM数据,基于第二次冰川编目数据使用目视解译的方法,获得2017年中国冰川编目数据
人工心肺机被应用于心脏手术中。到目前为止,国内医院使用的人工心肺机绝大部分依赖于进口。平面回转驱动器在人工心肺机里是用于驱动血泵运转的动力装置,是重要的部件,其主要作用是将能量由电能转换为磁场能,通过定、转子磁场的相互作用最终转化为旋转运动机械能,驱动血泵的转子叶片旋转运动,完成血液的在体外流动传输。本课题的内容针对平面驱动器工作过程中导致能量损耗的因素进行分析,探寻能够降低能量损耗的新的平面驱动
岔管可能会由于灌浆控制不好导致的灌浆压力过大或由于输水系统放空时外水压力作用下,引起结构外压失稳破坏。因此,在岔管设计过程中,应对岔管的抗外压稳定问题给予足够的重视。但是如何准确地获得岔管临界外压稳定值仍未被系统研究。目前,规范中建议的岔管抗外压稳定分析方法是阿姆斯图兹法,该方法是将岔管与直管不加区分,取出管的一个典型断面按平面应变问题进行计算,但由于岔管是一种复杂的空间组合薄壳结构,运用此方法的