本文關(guān)鍵詞：稀土摻雜鈷鐵氧體納米材料的制備及性能研究　出處：《北京化工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 磁性納米鐵氧體 稀土摻雜 水熱法 吸附 剛果紅

【摘要】：本文用一種改進(jìn)的水熱合成法制備了稀土摻雜Co鐵氧體納米顆粒,研究了同種元素不同摻雜量及不同摻雜元素對(duì)樣品結(jié)構(gòu)及性能的影響。研究表明,合成樣品具有規(guī)則均一的顆粒形貌,優(yōu)異的磁性能以及對(duì)剛果紅染料的吸附性能。具體研究工作如下：1、應(yīng)用水熱法制備CoFe2-xGdxO4(x=0,0.03,0.05,0.07,0.1)系列樣品,該方法使用膠體磨快速攪拌混合金屬離子與還原劑硼氫化鈉,將混合后所得的泥漿移入反應(yīng)釜,在一定的溫度和壓力條件下制得所需樣品。應(yīng)用X-射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、拉曼(Raman)光譜及震動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)表征樣品的結(jié)構(gòu)、形貌及磁性。研究表明合成樣品具有單一尖晶石相,顯示了規(guī)則的顆粒形貌,表現(xiàn)出較高的飽和磁化強(qiáng)度。同時(shí),隨著摻雜量的增加,顆粒尺寸、飽和磁化強(qiáng)度及矯頑力都呈規(guī)律性變化。對(duì)樣品吸附性能的研究表明,稀土Gd3+摻雜明顯增強(qiáng)了鈷鐵氧體對(duì)剛果紅的吸附能力。2、應(yīng)用膠體磨-水熱法制備了CoFe1.9Re0.1O4(Re=Pr,Sm,Te,Ho)系列鐵氧體磁性納米顆粒。應(yīng)用X-射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、拉曼光譜、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、能譜(EDS)及震動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)表征樣品的結(jié)構(gòu)、形貌及性能,應(yīng)用紫外可見光譜(VU-vis)分析了所得樣品對(duì)剛果紅的吸附特性。研究分析了不同稀土元素?fù)诫s對(duì)鈷鐵氧體的結(jié)構(gòu)及性能的調(diào)控。通過(guò)對(duì)剛果紅染料的吸附動(dòng)力學(xué)和等溫吸附研究發(fā)現(xiàn),摻雜鐵氧體納米材料的吸附動(dòng)力學(xué)行為可以用Pseudo-second-order準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行解釋,吸附熱力學(xué)研究表明,稀土摻雜鐵氧體納米材料對(duì)剛果紅的吸附屬于單層吸附,可以用Langmiur等溫吸附模型解釋。對(duì)最大吸附量的研究表明所制備的鐵氧體納米材料是一種潛在的具有很好吸附性能的染料吸附劑。研究證實(shí)了稀土元素?fù)诫s可以大大增強(qiáng)鐵氧體納米材料對(duì)染料的吸附能力。
[Abstract]:Rare earth doped Co ferrite nanoparticles were prepared by an improved hydrothermal synthesis method. The effects of alloying elements and different doping elements on the structure and properties of the samples were studied. The results show that the synthetic samples have uniform particle morphology, excellent magnetic properties and adsorption properties for Congo red dye. The main research work is as follows: 1. The application of hydrothermal synthesis of CoFe2-xGdxO4 (x=0,0.03,0.05,0.07,0.1) series of samples, the method using colloid mill rapid mixing of mixed metal ions and sodium borohydride reducing agent, mixing the slurry into the reaction kettle to prepare the required samples at a certain temperature and pressure conditions. The structure, morphology and magnetic properties of the samples were characterized by X- ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Raman (Raman) spectrum and vibration sample magnetometer (VSM). The research indicates that the synthetic samples with a single spinel phase, shows the particle morphology rules, exhibit high saturation magnetization. At the same time, with the increase of the amount of doping, the particle size, saturation magnetization and coercive force change regularly. The study on the adsorption properties of the samples showed that the doping of rare earth Gd3+ significantly enhanced the adsorption capacity of cobalt ferrite to Congo red. 2. A series of CoFe1.9Re0.1O4 (Re=Pr, Sm, Te, Ho) ferrite magnetic nanoparticles were prepared by colloidal grinding and hydrothermal method. The application of X- ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy, infrared spectroscopy (FT-IR), Fu Liye spectroscopy (EDS) and vibrating sample magnetometer (VSM) structure, morphology and properties were characterized by UV, visible spectrum (VU-vis) analysis of the adsorption characteristics of the samples of Congo red the. The regulation of the structure and properties of cobalt ferrite by doping different rare earth elements is studied and analyzed. The Congo red dye adsorption kinetics and adsorption isotherm study found that the adsorption kinetics of ferrite nano materials can be explained by Pseudo-second-order quasi two level dynamic model, thermodynamics of adsorption showed that the adsorption of rare earth doped ferrite nano materials of Congo red is monolayer adsorption, can be explained by the Langmiur isothermal adsorption model. The study of the maximum adsorption capacity shows that the prepared ferrite nanomaterials are a potential adsorbant with good adsorption properties. It has been proved that the doping of rare earth elements can greatly enhance the adsorption capacity of ferrite nanomaterials on dyes.
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM277;TB383.1

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1337906