碳包覆Fe3O4復合材料的制備及性能研究.pdf

1、納米Fe3O4粒徑小，比表面能大，粒子間存在偶極作用，如未做處理，極易團聚。目前碳包覆Fe3O4核殼材料已經(jīng)引起了人們很大的興趣，這是因為Fe3O4@C既能保持磁性材料的優(yōu)異性能，又能增加碳層性能，對于復合材料的比表面積和孔結(jié)構具有很大的提升，發(fā)揮兩者的協(xié)同作用，合成理想的復合材料。本論文采用高溫噴霧熱解法制備出Fe3O4@C復合材料，研究其材料性能，具體結(jié)果如下:
　　(1)電化學性能:考量反應溫度從500-1000℃所合成的F

2、e3O4@C，發(fā)現(xiàn)在T=800℃所合成的復合材料，電化學性能最佳;碳酸鈉的添加量從0-2mol所合成的Fe3O4@C，1mol碳酸鈉的添加量，其電化學性能最佳。在最優(yōu)條件下合成的Fe3O4@C復合材料的比表面積和總體積分別為55.96m2·g-1和0.133cm3·g-1，在0.2A電流密度下，經(jīng)過50次的循環(huán)后，F(xiàn)e3O4@C的放電比容量為825mAh·g-1遠遠超過純Fe3O4以及純碳的放電比容量，而在1A電流密度下，仍然能夠保持在

3、564mAh·g-1;
　　(2)吸油性能:反應條件為T=800℃，碳酸鈉的添加量從0-2mol所合成的Fe3O4@C，0-1mol條件下所合成的Fe3O4@C對于油品的吸附增加，繼續(xù)增加碳酸鈉的添加量，吸附量反而下降。在溫度高于650℃時，吸油性能上升，溫度在800℃的條件下到達最佳;反之，親水性能提升。最優(yōu)條件下所合成的樣品在外加磁場中能夠快速分離，具有較好的吸油性能。吸附劑對于環(huán)己烷、苯、甲苯、玉米油、92#汽油和0#柴油的

4、最大飽和吸附量分別達到6.448、9.532、8.262、8.881、8.912和8.71g·g-1;
　　(3)吸附染料性能:從500-1000℃所合成的Fe3O4@C材料，對于染料的吸附逐漸下降。反應條件為T=500℃，1mol Na2CO3的加入量時，所合成的Fe3O4@C具有良好的吸附染料的性能。與SiO2包覆Fe3O4相比，發(fā)現(xiàn)Fe3O4@C對于RhB和MB的最大飽和吸附量分別為165.9和300.8mg·g-1，大于F