納米鐵氧復(fù)合材料的制備及其特性研究.pdf

1、納米材料就其自身的特點(diǎn)，把材料的研究與應(yīng)用帶到了一個(gè)嶄新的領(lǐng)域，它的許多優(yōu)良特性有望填補(bǔ)現(xiàn)今材料的許多空白，而核殼結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料因結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)和可控，將是納米材料深入研究的一個(gè)非常重要的課題。 本文主要研究了納米鐵氧復(fù)合物的制備及其在不同條件下沿長(zhǎng)短軸的生長(zhǎng)機(jī)理，得到了不同形貌的鐵氧復(fù)合物；通過(guò)聚丙烯腈螯合纖維對(duì)金屬離子的吸附機(jī)理的研究，從而制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的紡錘形納米復(fù)合粒子，并探討了時(shí)間、溫度等條件對(duì)復(fù)合粒子在不同外界

2、環(huán)境下的穩(wěn)定性和形貌的變化情況；進(jìn)一步通過(guò)乳液聚合法制備了聚苯胺包覆鐵氧粒子的復(fù)合物，并對(duì)其粒子形貌和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。為鐵氧納米粒子在磁、光、電等方面的應(yīng)用提供了可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 以三氯化鐵為主要原料，得到單分散、紡錘形β-FeOOH納米粒子。X射線粉末衍射儀測(cè)出實(shí)驗(yàn)得到的產(chǎn)物是β-FeOOH的納米粒子，用透射電鏡觀察粒子呈紡錘形，顏色為金黃色。在最佳實(shí)驗(yàn)條件(反應(yīng)溫度為60℃，F(xiàn)eCl<,3>溶液濃度為0.25mol

3、/L，攪拌轉(zhuǎn)速120 r/min，反應(yīng)時(shí)間為24 h)下，制得的β-FeOOH粒子為紡錘形結(jié)構(gòu)，且均勻性較好，粒徑在190-210 nm之間。該紡錘形粒子在沿短軸生長(zhǎng)下得到了均勻的胖形粒子(寬約為500-700 nm，長(zhǎng)1200-1400 nm)。用TEM進(jìn)行了表征，結(jié)果表明：β-FeOOH沿短軸生長(zhǎng)成形貌均一的胖形粒子，該生長(zhǎng)過(guò)程是一個(gè)不連續(xù)的過(guò)程，粒子的大小并不隨反應(yīng)時(shí)間的增加而增加，反應(yīng)時(shí)間只能提高轉(zhuǎn)化率。利用三價(jià)鐵鹽的水解在常溫

4、常壓下制備了結(jié)晶良好的納米線，用TEM進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：β-FeOOH沿[001]軸生長(zhǎng)成納米線(至少12 um長(zhǎng)，80-100 nm寬)。并且該生長(zhǎng)過(guò)程是一個(gè)連續(xù)的的過(guò)程，制備出高質(zhì)量的納米線。 以聚丙稀腈為原料，通過(guò)簡(jiǎn)單的方法制備含胺腙基和胺肟基的螯合纖維。利用改性后的功能基與金屬離子強(qiáng)的配位作用，研究了螯合纖維對(duì)金屬離子的動(dòng)力學(xué)行為及時(shí)間、溫度、濃度、pH值和金屬離子半徑對(duì)吸附量和吸附能力的影響。結(jié)果表明：該聚丙烯腈纖

5、維被成功改性，改性后的螯合纖維對(duì)金屬離子的吸附能力大有增強(qiáng)，室溫下，在pH為4時(shí)，吸附4 h時(shí)該螯合纖維對(duì)Cu<'2+>的飽和吸附容量可達(dá)為2.31 mmol/g;同一溫度下，較大的起始濃度對(duì)應(yīng)較小的吸附量；溫度越高吸附量越小，但吸附速率越快；纖維對(duì)離子半徑較大的金屬吸附效果更好。 利用種子原位還原法成功制備了紡錘形核殼結(jié)構(gòu)的β-FeOOH/PANA(含胺腙基的聚丙烯腈)/Ag納米粒子.UV光譜對(duì)銀納米粒子的成殼過(guò)程進(jìn)行了分析，

6、 X射線衍射光譜證實(shí)了復(fù)合粒子的化學(xué)穩(wěn)定性。結(jié)果表明：β-FeOOH/PANA/Ag復(fù)合納米粒子為紡錘形核殼結(jié)構(gòu)，并且β-FeOOH/PANA/Ag復(fù)合納米粒子在強(qiáng)酸，強(qiáng)堿及水環(huán)境下都表現(xiàn)出了優(yōu)異的穩(wěn)定性能，是一種頗具前景的應(yīng)用材料。通過(guò)種子乳液聚合法制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電復(fù)合粒子β-FeOOH/PANI(polyaniline)，該復(fù)合粒子以十二烷基磺酸鈉作為乳化劑，硫代水楊酸作摻雜劑，在非極性溶劑中發(fā)生聚合反應(yīng)而得到的。通過(guò)紅外、