自組裝磁性及其復(fù)合材料的合成與性能研究.pdf

1、磁性材料與半導(dǎo)體材料都具優(yōu)秀的應(yīng)用性能。Fe3O4是一種優(yōu)秀的磁性材料，它具有較高的飽和磁化強(qiáng)度，若粒徑小于20 nm還擁有超順磁性，對(duì)于科學(xué)研究具有重要的意義。TiO2是一種廉價(jià)易得、制備方法多樣的半導(dǎo)體材料，在光催化降解有機(jī)染料方面具有良好的性能。
　　本文利用溶劑熱法、輔助水熱法以及LSS（液相-固相-溶液）界面反應(yīng)法分別制備了磁性材料Fe3O4。研究發(fā)現(xiàn)，隨著溶劑熱中堿量的增大(1.2 g,2.4 g,3.6 g)，磁性納

2、米粒子尺寸增大（分別為99 nm,125 nm,175 nm），飽和磁化強(qiáng)度亦增大（分別為53 emu/g,57 emu/g,65 emu/g）。而輔助水熱法制備的磁性材料飽和磁化強(qiáng)度大于溶劑熱法，達(dá)到80 emu/g。將制備的親水/疏水Fe3O4材料分別包覆SiO2進(jìn)行表面修飾，SiO2層厚度分別為100 nm/10 nm，為之后的復(fù)合材料制備打下基礎(chǔ)。
　　在制備的親水Fe3O4以及Fe3O4@SiO2表面包覆一層銳鈦礦TiO

3、2，制備了核殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4@TiO2, Fe3O4@SiO2@TiO2。又考慮到中空的蛋黃結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)，利用二氧化硅保護(hù)法(SPC)制備了 Fe3O4@void TiO2，這種方法不僅能形成穩(wěn)定的蛋黃結(jié)構(gòu)，還可以使二氧化鈦結(jié)晶為銳鈦礦同時(shí)保持內(nèi)層Fe3O4的穩(wěn)定存在。三種復(fù)合物包覆均勻，TiO2層厚度在30-63 nm，空心層厚度為100 nm，飽和磁化強(qiáng)度分別27,19,14 emu/g，比表面積分別為40.82 m

4、2/g,20.14 m2/g,121.88 m2/g。
　　以這三種復(fù)合材料為研究對(duì)象，進(jìn)行了紫外光下降解10 ppm的羅丹明B(RhB)的性能研究。光照2 h降解率分別達(dá)到80.3％,99.6%,99.8%，速率常數(shù)分別0.0139,0.0485,0.0580 min-1，證明了中空結(jié)構(gòu)較強(qiáng)的光催化活性。并利用內(nèi)層磁性材料的分離特性，提高催化劑在反應(yīng)結(jié)束后的分離回收效率。
　　最后以催化速率較快的Fe3O4@SiO2@Ti