Fe3O4微球及其復合材料的制備與性能研究.pdf

1、在過去的幾十年中，磁性Fe3O4微球由于具有獨特的物理化學性質，被廣泛應用在細胞分離領域、基因工程領域、信息存儲領域、催化劑等眾多領域。磁性Fe3O4微球的性質與其尺寸、結晶性和表面化學結構密切相關，制備尺寸均一、結晶性好、表面性能優(yōu)異、易于多功能化的磁性Fe3O4微球及其復合材料是實現上述應用的關鍵。本論文主要研究了磁性Fe3O4微球及其復合材料的制備，及其在催化領域的應用。論文主要包括以下內容:
　　1、采用水熱法，以四水合氯

2、化亞鐵作為鐵源，乙二醇作為溶劑，在NaOH存在的條件下，不使用任何表面活性劑，制備了尺寸均勻的Fe3O4磁性微球。通過改變反應時間、反應溫度、NaOH和水的加入量，采用X-射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、氮氣物理化學吸附儀、磁性能測量系統(tǒng)(MPMS)等手段，研究了Fe3O4磁性微球的形貌演化和生長過程。結果表明，制備的磁性Fe3O4微球尺寸均一、結晶性良好，由小于30nm的初級粒子組裝而成，在室

3、溫下表現為超順磁性。Fe3O4磁性微球形成的機理可能為:FeCl2在NaOH和乙二醇存在的條件下，首先生成Fe(OH)2與乙二醇的復合物，然后此復合物發(fā)生歧化反應生成單質Fe和Fe3O4，隨著反應時間的延長和反應溫度的升高，單質Fe會轉化為Fe3O4。
　　2、受貽貝足腺分泌的黏附蛋白啟發(fā)，選用多巴胺作為表面修飾劑，利用多巴胺的自聚合作用在磁性Fe3O4微球表面形成了與貽貝黏附蛋白結構相似的仿生聚多巴胺包覆層。通過改變機械攪拌時間

4、、多巴胺加入量及煅燒溫度，采用紅外光譜(IR)、SEM、TEM等手段，研究了反應條件對聚多巴胺包覆層厚度及產物形貌和結晶度的影響。研究結果表明，包覆層的厚度隨著機械攪拌時間和多巴胺加入量的增多而變厚，但隨著機械攪拌時間的繼續(xù)延長和多巴胺加入量的增多，聚多巴胺包覆層的厚度增加幅度變小。隨著煅燒溫度的升高，產物結晶度變好，形貌由表面粗糙的球形變?yōu)楸砻婀饣亩噙呅巍?br>　　3、在室溫下，將聚多巴胺包覆Fe3O4微球加入到硝酸銀水溶液中，利

5、用聚多巴胺對銀離子具有的吸附及還原作用，將Ag+離子原位還原為Ag納米粒子，成功制備了載銀四氧化三鐵微球。采用TEM、SEM、XRD、EDS等測試手段對所得產物的結構與形貌進行分析表征。通過研究硝酸銀濃度對Ag負載量的影響發(fā)現，隨著硝酸銀水溶液濃度的升高，產物中Ag含量也隨之升高。
　　4、以模擬偶氮染料廢水甲基橙溶液與硼氫化鈉的還原反應為模型，研究了載銀Fe3O4微球對有機偶氮染料廢水的催化降解性能及可磁性回收利用性。研究結果表