双核壳磁性纳米粒子的制备及其应用研究

发布时间：2017-06-07 16:22

  本文关键词：双核壳磁性纳米粒子的制备及其应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于特殊的结构和性能,核壳型磁性纳米粒子具有广泛的应用前景,因此,其合成及应用引起越来越多的关注。随着研究的深入,目前已经有很多合成核壳型磁性纳米粒子的方法,但是制备双核壳结构磁性纳米粒子的方法还比较少,且可控性比较差。因此,本论文的目的是寻找出制备双核壳磁性纳米粒子的最佳制备方法,并对其应用进行探索研究。具体内容总结如下:1双核壳磁性纳米粒子的制备及其表征利用Stober法制备出高质量的SiO_2纳米小球,在其外层采用溶剂热法包覆一层磁性氧化铁成功制备出了SiO_2@Fe_3O_4@C双核壳磁性纳米粒子。研究了不同的反应条件对该粒子的物相组成与形貌结构的影响,确定最佳工艺:采用SiO_2纳米小球为模板,在反应釜中100℃反应24小时,提高温度为180℃,反应24小时。对其进行物相分析、形貌表征以及磁性能测试,并讨论其形成机理。2双核壳磁性纳米粒子处理工业废水方面的应用研究本实验采用浓度为20mg/L的甲基橙水溶液来模拟工业废水。对不同反应条件下双核壳磁性纳米粒子SiO_2@Fe_3O_4@C吸附水溶液中甲基橙的效率进行实验研究,使用紫外分光光度计测定其在最大吸收波长处的吸光度,利用公式转化为吸附效率,确定其最佳吸附参数:反应时间为2.5 h,甲基橙水溶液的pH值为5,双核壳磁性纳米粒子的用量为0.1 g。3双核壳磁性纳米粒子在光催化性能方面的应用研究以SiO_2@Fe_3O_4@C双核壳磁性纳米粒子为磁基体,在其表面负载TiO_2,进行物相组成及其性能研究分析,证明该实验成功合成了SiO_2@Fe_3O_4@C/TiO_2磁性复合光催化材料。并采用甲基橙的水溶液来模拟目标污染物,对其降解率和回收率进行研究分析。探索磁基体与TiO_2的负载量的质量配比对光催化反应的影响,寻找出两者的最佳质量配比为1:1。
【关键词】：双核壳结构 磁性粒子 溶剂热法 甲基橙 光催化性能
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;TB383.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1 绪论15-25
• 1.1 核壳结构的磁性纳米材料的概述15-16
• 1.2 核壳型磁性复合纳米材料的性质16-19
• 1.2.1 小尺寸效应16
• 1.2.2 分散与吸附16-17
• 1.2.3 磁滞现象17-18
• 1.2.4 超顺磁性18
• 1.2.5 光学性能18-19
• 1.3 核壳型磁性复合纳米材料的制备方法19-22
• 1.3.1 共沉淀法19-20
• 1.3.2 热分解20
• 1.3.3 微乳液法20-21
• 1.3.4 溶剂热法21-22
• 1.4 磁性复合纳米材料的应用22-23
• 1.4.1 磁性分离22-23
• 1.4.2 催化剂23
• 1.4.3 生物检测23
• 1.5 本论文的研究背景和研究内容23-25
• 1.5.1 研究背景23-24
• 1.5.2 研究内容24-25
• 2 双核壳磁性纳米粒子SiO_2@Fe_3O_4@C的制备及表征25-39
• 2.1 引言25-28
• 2.1.1 磁性四氧化三铁纳米粒子25
• 2.1.2 单分散溶胶粒子的制备25-28
• 2.2 实验部分28-29
• 2.2.1 实验药品28
• 2.2.2 实验过程28
• 2.2.3 表征技术28-29
• 2.3 实验结果29-35
• 2.3.1 产物的物相分析29-31
• 2.3.2 产物的形貌结构分析31-33
• 2.3.3 产物的磁性能测试33-34
• 2.3.4 反应机理讨论34-35
• 2.4 不同因素对样品的影响35-38
• 2.4.1 反应时间对SiO_2@Fe_3O_4@C粒子的影响35-36
• 2.4.2 反应温度对SiO_2@Fe_3O_4@C粒子的影响36-37
• 2.4.3 模板对SiO_2@Fe_3O_4@C粒子的影响37-38
• 2.5 本章小结38-39
• 3 双核壳磁性纳米球在处理工业废水方面的应用研究39-47
• 3.1 引言39
• 3.2 实验部分39-42
• 3.2.1 实验试剂39-40
• 3.2.2 双核壳磁性纳米球的制备40
• 3.2.3 样品的表征40
• 3.2.4 吸附效率的测定40
• 3.2.5 甲基橙的吸附实验40-42
• 3.3 结果与讨论42-46
• 3.3.1 样品的形貌结构及磁性能42
• 3.3.2 样品的物相及组成成分42-43
• 3.3.3 不同反应条件与吸附甲基橙效率之间的关系43-46
• 3.4 小结46-47
• 4 SiO_2@Fe_3O_4@C/TiO_2磁性纳米复合光催化材料的制备以及性能研究47-55
• 4.1 引言47-48
• 4.1.1 光催化剂的概述47-48
• 4.1.2 磁性/TiO_2复合光催化剂的制备48
• 4.2 实验部分48-50
• 4.2.1 实验药品以及仪器48
• 4.2.2 实验过程48-49
• 4.2.3 光催化性能的测定49
• 4.2.4 样品的表征49-50
• 4.3 结果与讨论50-53
• 4.3.1 样品的物相表征及分析50-51
• 4.3.2 样品的磁性能测试51-52
• 4.3.3 样品的光催化性能分析52-53
• 4.4 小结53-55
• 5 结论与展望55-57
• 5.1 结论55
• 5.2 创新55
• 5.3 展望55-57
• 参考文献57-65
• 作者简历65

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