有机氮源制备的Fe 3 N和Fe 4 N复合材料磁性和应用
发布时间：2025-03-15 00:15
除了优异的磁性能和稳定性,氮化铁由于其特殊结构和化学性质,在催化、电化学等领域均表现出广泛前景和研究意义。但目前相关研究仍处于初始阶段,一个重要的原因在于氮化铁的亚稳态结构导致的苛刻的合成条件,因此有必要发展一种灵活简便的方法制备氮化铁,并扩展其应用。基于上述分析,我们设计了一系列有机铁前驱体,在理想条件下可控焙烧制备获得具有优异磁学性能的氮化铁复合材料。此外,金属有机前驱体制备氮化铁复合材料可能的机理也被详细研究。以有机胺作为氮源,我们设计一系列有机铁前驱体,在理想条件下可焙烧获得Fe3N/C和Fe4N/C复合材料,所制复合材料具有石墨包覆的核壳结构以及优异的磁性。深入研究表明Fe-N配位键的构建是制备氮化铁复合材料的关键原因。此外,复合材料晶体结构中存在一定的碳掺杂,对调节复合材料的性能具有重要作用。为进一步研究有机官能团对氮化铁制备的影响,常见含氮有机官能团对氮化铁的制备和磁性的影响也被系统研究。实验表明,氨基可与Fe3+形成Fe-N配位键,焙烧获得Fe3N/C和Fe4N/C复合材料。而通过调节Fe3+-Amine前驱体的组成和晶体结构,可实现Fe3N/C和Fe4N/C复合材料的选...
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 氮化铁概述
1.1.1 氮化铁的研究背景
1.1.2 氮化铁的性质及应用
1.2 氮化铁的分类
1.2.1 FeN
1.2.2 Fe2N
1.2.3 FexN(2
1.2.4 Fe4N
1.2.5 Fe16N2(Fe8N)
其他
1.3 氮化铁的研究现状
1.3.1 氮化铁的制备方法
1.3.2 Fe3N和Fe4N的研究现状
1.3.3 其它相氮化铁材料的研究现状
1.4 氮化铁材料面临的一些问题
1.5 本课题来源及主要研究内容
参考文献
第2章 乙二胺制备ε-Fe3N/C复合材料及其磁性
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器及表征
2.2.3 ε-Fe3N/C复合材料的制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 乙二胺对Fe3N的制备及其磁性的影响
2.3.2 FeCl3浓度对Fe3N的制备及其磁性的影响
2.3.3 焙烧温度对Fe3N制备的影响
2.3.4 升温速率对Fe3N制备的影响
2.4 本章小结
参考文献
第3章 三乙胺制备Fe3N/C和Fe4N/C复合材料及其磁性
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器及表征
3.2.3 Fe3N/C复合材料的制备
3.2.4 Fe4N/C复合材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 焙烧温度对产物组成及磁性的影响
3.3.2 前驱体组成与结构对焙烧产物的组成及性能的影响
3.3.3 三乙胺制备Fe4N/C复合材料的结构和形貌
3.3.4 焙烧时间对复合材料组成及磁性的影响
3.4 本章小结
参考文献
第4章 氨基对Fe3N/C和Fe4N/C复合材料合成的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器及表征
4.2.3 采用环六亚甲基四胺(HMTA)制备Fe4N/C复合材料
4.2.4 采用苯胺制备Fe3N/C复合材料
4.2.5 采用二氰胺制备Fe3C/C复合材料
4.2.6 采用三聚氰胺制备Fe3C/C复合材料
4.3 结果与讨论
4.3.1 环六亚甲基四胺的比例对Fe4N成核的影响
4.3.2 氨基配体结构对氮化铁成核的影响
4.3.3 有机胺前驱体构型对氮化铁成核的选择性
4.3.4 焙烧温度对氮化铁成核的影响
4.3.5 氰基配体结构对氮化铁成核的影响
4.4 本章小结
参考文献
第5章 氮化铁在MRI造影剂和催化等领域的应用
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验仪器及表征
5.2.3 Fe3N亚微米棒的制备
5.2.4 Fe3N光解水制氢的表征
5.2.5 Fe3N催化肼分解的表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 Fe3N亚微米棒作为MRI造影剂的应用
5.3.2 Fe3N/C复合材料可见光解水制氢的应用
5.3.3 Fe3N/C复合材料催化肼分解的应用
5.3.4 Fe4N/C复合材料在氧还原反应方面(电化学)的应用
5.4 本章小结
参考文献
第6章 结论与展望
作者简介及博士期间发表的文章
致谢
本文编号：4034844
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 氮化铁概述
1.1.1 氮化铁的研究背景
1.1.2 氮化铁的性质及应用
1.2 氮化铁的分类
1.2.1 FeN
1.2.2 Fe2N
1.2.3 FexN(2
1.2.4 Fe4N
1.2.5 Fe16N2(Fe8N)
其他
1.3 氮化铁的研究现状
1.3.1 氮化铁的制备方法
1.3.2 Fe3N和Fe4N的研究现状
1.3.3 其它相氮化铁材料的研究现状
1.4 氮化铁材料面临的一些问题
1.5 本课题来源及主要研究内容
参考文献
第2章 乙二胺制备ε-Fe3N/C复合材料及其磁性
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器及表征
2.2.3 ε-Fe3N/C复合材料的制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 乙二胺对Fe3N的制备及其磁性的影响
2.3.2 FeCl3浓度对Fe3N的制备及其磁性的影响
2.3.3 焙烧温度对Fe3N制备的影响
2.3.4 升温速率对Fe3N制备的影响
2.4 本章小结
参考文献
第3章 三乙胺制备Fe3N/C和Fe4N/C复合材料及其磁性
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器及表征
3.2.3 Fe3N/C复合材料的制备
3.2.4 Fe4N/C复合材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 焙烧温度对产物组成及磁性的影响
3.3.2 前驱体组成与结构对焙烧产物的组成及性能的影响
3.3.3 三乙胺制备Fe4N/C复合材料的结构和形貌
3.3.4 焙烧时间对复合材料组成及磁性的影响
3.4 本章小结
参考文献
第4章 氨基对Fe3N/C和Fe4N/C复合材料合成的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器及表征
4.2.3 采用环六亚甲基四胺(HMTA)制备Fe4N/C复合材料
4.2.4 采用苯胺制备Fe3N/C复合材料
4.2.5 采用二氰胺制备Fe3C/C复合材料
4.2.6 采用三聚氰胺制备Fe3C/C复合材料
4.3 结果与讨论
4.3.1 环六亚甲基四胺的比例对Fe4N成核的影响
4.3.2 氨基配体结构对氮化铁成核的影响
4.3.3 有机胺前驱体构型对氮化铁成核的选择性
4.3.4 焙烧温度对氮化铁成核的影响
4.3.5 氰基配体结构对氮化铁成核的影响
4.4 本章小结
参考文献
第5章 氮化铁在MRI造影剂和催化等领域的应用
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验仪器及表征
5.2.3 Fe3N亚微米棒的制备
5.2.4 Fe3N光解水制氢的表征
5.2.5 Fe3N催化肼分解的表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 Fe3N亚微米棒作为MRI造影剂的应用
5.3.2 Fe3N/C复合材料可见光解水制氢的应用
5.3.3 Fe3N/C复合材料催化肼分解的应用
5.3.4 Fe4N/C复合材料在氧还原反应方面(电化学)的应用
5.4 本章小结
参考文献
第6章 结论与展望
作者简介及博士期间发表的文章
致谢
本文编号：4034844
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