CoFe2O4-rGO復(fù)合納米材料的制備及其性能研究.pdf

1、尖晶石鐵氧體具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，近年來受到廣泛關(guān)注，而石墨烯因其特殊的結(jié)構(gòu)常被用作納米材料基底，將上述兩種具有不同優(yōu)勢(shì)的材料進(jìn)行復(fù)合可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，得到性能優(yōu)異的功能材料。因此，本文研究了鐵酸鈷（CoFe2O4）納米材料及鐵酸鈷/還原氧化石墨烯（CoFe2O4/rGO）復(fù)合納米材料的制備，并考察了材料的光催化性能與吸波性能。
　　本文首先采用單一溶劑熱法制備 CoFe2O4納米材料，考察了乙二醇與水的配比、鈷源、溶劑熱反應(yīng)

2、溫度、時(shí)間、表面活性劑及結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑等對(duì)產(chǎn)物的影響，得到最佳制備條件為：乙二醇與水的配比為3:1，鈷源為硫酸鈷，120℃下溶劑熱反應(yīng)24 h。在單一溶劑熱法的基礎(chǔ)上，采用雙膜法結(jié)合溶劑熱法制備CoFe2O4納米材料，雙膜法反應(yīng)參數(shù)為：機(jī)械攪拌速度為900 r/min，溶液平均流量為120 mL/h；并進(jìn)一步考察了溶劑熱反應(yīng)溫度、時(shí)間、煅燒溫度對(duì)產(chǎn)物的影響，得到最佳制備條件為：120℃下溶劑熱反應(yīng)18 h，煅燒溫度為550℃。然后，以CoF

3、e2O4納米材料為原料，采用超聲復(fù)合法與不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氧化石墨（GO）復(fù)合，制備CoFe2O4/rGO復(fù)合納米材料。通過SEM及XRD等表征，表明單一溶劑熱法產(chǎn)物為長度約20μm、直徑約1.5μm的CoFe2O4納米棒；雙膜法結(jié)合溶劑熱法產(chǎn)物為長度約30μm、直徑約800 nm的CoFe2O4納米棒，并且納米棒是由無數(shù)直徑為20 nm左右的納米顆粒自組裝而成；復(fù)合后納米棒很好地負(fù)載在石墨烯片層上。結(jié)果表明：采用雙膜法結(jié)合溶劑熱法不僅有效

4、地縮短了反應(yīng)時(shí)間，而且改善了產(chǎn)物的形貌，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　以制備的CoFe2O4納米材料與CoFe2O4/rGO復(fù)合納米材料為光催化劑，通過對(duì)孔雀石綠（MG）染料廢水進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)，考察其光催化性能。結(jié)果表明：與單獨(dú)的 CoFe2O4納米材料相比，CoFe2O4/rGO復(fù)合納米材料具有更高的光催化活性，并且隨著復(fù)合材料中rGO含量的增加，其對(duì)MG的吸附率和光催化降解率都顯著增加。其中，CoFe2O4/rGO-5復(fù)合納米

5、材料具有最優(yōu)異穩(wěn)定的光催化性能，在光照90 min后，對(duì)溶液中 MG的光催化降解率可達(dá)到93.48％。在循環(huán)使用五次之后，對(duì) MG的光催化降解率依然保持在88%以上，說明其具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　以制備的CoFe2O4納米材料與CoFe2O4/rGO復(fù)合納米材料為微波吸收劑，通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量其電磁參數(shù)的變化，并且利用計(jì)算機(jī)模擬不同的吸波層厚度時(shí)的微波衰減特性，從而分析材料的吸波性能。結(jié)果表明，純 CoFe2O4納米材料的