磁性纳米复合材料的合成、性能表征及其应用

阅读量：

317

作者：

张雪萍

展开

摘要：

作为一种用途十分广泛的基础功能材料,磁性纳米材料的应用已经渗透到国民经济和国防科技的各个方面。控制磁性纳米粒子的大小和结构、对磁性纳米粒子进行表面修饰或将其和其它材料进行复合,都会影响磁性纳米材料的性能,最终决定其在实际中的应用。因此,探索合成具有新颖纳米结构以及具有特殊性能的磁性纳米复合材料非常重要。本文结合磁性纳米材料应用研究的背景,以制备磁性复合结构型的纳米粒子为目的,寻求制备了具有特殊性能和具有新型结构的纳米复合材料。具体的研究内容如下: 1.本章首先简单介绍了磁性纳米材料研究的总趋势及其在实际中的重要意义。其次介绍了磁性纳米材料的一些基本性质。接着综述了磁性纳米材料在各个领域中的重要作用以及磁性纳米材料的合成方法。最后简单的介绍了磁性纳米复合材料。 2.通过超声法合成了对罗丹明B有较好催化性能的Fe_3O_4/Ag磁性纳米复合粒子。文中提出并讨论了Fe_3O_4/Ag复合粒子形成的机理。这种超声方法的优点是直接利用超声将Ag+还原为Ag而无需加入任何的还原剂。和高温高压的实验过程相比,超声法是一种较温和,成本低,绿色且高效的的方法。Fe_3O_4/Ag的磁滞回线表明该复合粒子在室温下是超顺磁性的。并且,该复合粒子在6次循环催化后催化活性无明显的损失。 3.通过超声法一步合成同时具有磁性和光催化性能的Fe_3O_4–TiO_2复合粒子微球。该方法克服了传统法制备晶型TiO_2所需的高温热处理。和其它方法相比,该方法简单、温和、绿色且高效。Fe_3O_4–TiO_2复合粒子的磁滞回线表明该复合粒子在常温下呈超顺磁性。光催化实验表明该催化剂对罗丹明B具有较好的光催化活性。并且,该复合粒子在6次循环催化后光催化效率依然较高。 4.通过简单化学法合成了具有磁性的铃铛型结构基的Fe_3O_4@NS/Ag纳米催化剂。该铃铛型结构是由超顺磁的Fe_3O_4磁核和硅酸镍网状的壳层构成的。以4-硝基酚为研究对象,对铃铛型结构的Fe_3O_4@NS/Ag催化性能进行了研究。结果表明,Fe_3O_4@ NS/Ag纳米催化剂对4-硝基酚具有较高的光催化活性,催化反应的速率与催化剂的浓度有关。催化剂的浓度越高,催化反应的时间就越短。循环催化实验表明,催化剂循环利用8次后,光催化效率依然很高。

展开

关键词：

磁性纳米材料 超声 超顺磁 催化

学位级别：

硕士

学位年度：

2010

DOI：

10.7666/d.d142048

被引量：

8