本文關(guān)鍵詞：海綿狀多孔磁性材料的制備與物性研究

  更多相關(guān)文章： 海綿狀多孔磁性材料 雜化材料 葡萄糖引導(dǎo)共沉淀/燒結(jié)工藝 靜磁性能 微波吸收 抗菌性能

【摘要】：海綿狀多孔磁性材料是一種新型的功能材料,具有質(zhì)量輕、比表面積高、磁響應(yīng)強(qiáng)等特點(diǎn),在吸附分離、催化、微波吸收、水處理、磁性材料、生物醫(yī)藥、抗菌等方面具有廣泛的應(yīng)用。本文以葡萄糖作為化學(xué)合成的模板劑,以過(guò)渡金屬硝酸鹽為原料,通過(guò)共沉淀/燒結(jié)技術(shù)合成了一系列的海綿狀多孔材料,并闡明了海綿狀材料的形成機(jī)制。通過(guò)控制樣品的形貌、組成和質(zhì)構(gòu)特性使其在微波吸收、抗菌、催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。研究?jī)?nèi)容如下：通過(guò)葡萄糖引導(dǎo)的共沉淀/燒結(jié)合成技術(shù)選擇性地合成了海綿狀多孔氧化鐵納微六面體材料。在反應(yīng)過(guò)程中,通過(guò)改變葡萄糖與硝酸鐵的摩爾比、反應(yīng)溫度、燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間等反應(yīng)條件,可以系統(tǒng)地調(diào)節(jié)樣品的形貌、結(jié)構(gòu)、相組成以及質(zhì)構(gòu)特性。在反應(yīng)過(guò)程中,葡萄糖作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑指導(dǎo)著樣品從納米薄片自組裝形成多面體前驅(qū)物。隨后在燒結(jié)前驅(qū)物的過(guò)程中,葡萄糖作為犧牲模板劑促使海綿狀多孔結(jié)構(gòu)的形成。在N2的保護(hù)下,燒結(jié)前驅(qū)物制備的海綿狀多孔Fe304具有良好的微波吸收特性。當(dāng)硝酸鐵與葡萄糖的摩爾比),=1：3時(shí),RL≤-20dB的有效吸收帶寬為7.7 GHz,相應(yīng)厚度為1.8-5.5mm,且在5.76 GHz的最大損耗值RL為-60.09 dB,對(duì)應(yīng)厚度為4 mm。獲得的海綿狀多孔Fe304納微六面體具有增強(qiáng)的電磁特性,能形成多重共振現(xiàn)象和耗散電流,因而顯示了優(yōu)異的微波吸收特性。采用葡萄糖引導(dǎo)的共沉淀/燒結(jié)兩步反應(yīng)合成了不同結(jié)構(gòu)和組成的海綿狀納微六面體ZnO/ZnFe2O4雜化材料。首先通過(guò)共沉淀過(guò)程獲得草酸鋅/草酸鐵前驅(qū)物,隨后燒結(jié)草酸鹽前驅(qū)物得到海綿狀納微六面體。通過(guò)改變Zn2+/Fe3+的投料比和燒結(jié)溫度可以調(diào)控海綿狀納微六面體的晶粒尺寸和結(jié)構(gòu)特性。采用ATP(三磷酸腺苷)熒光法來(lái)分析樣品的抗菌性能,從而得出海綿狀多孔ZnO/ZnFe2O4納微六面體的主要抗菌機(jī)制為應(yīng)激氧化。在較低的溫度下燒結(jié)得到的海綿狀ZnO/ZnFe2O4納微六面體具有較高的活性氧(ROS),其抗菌特性明顯優(yōu)于純的ZnO和Fe203納米材料。優(yōu)異的抗菌特性主要?dú)w因于這種海綿狀多孔ZnO/ZnFe2O4納微六面體結(jié)構(gòu)有利于光電荷的分離以及可見(jiàn)光的吸收。進(jìn)一步采用葡萄糖引導(dǎo)的共沉淀/燒結(jié)合成技術(shù)制備了多孔ZnO/Ni/ZnxNiyFe3-x-yO4納微六面體。通過(guò)改變Fe3+/Ni2+/Zn2+的摩爾比γ和燒結(jié)溫度Ts可以調(diào)控樣品的物相組成、晶粒尺寸及比表面積,從而建立樣品的性能和結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)效關(guān)系。結(jié)果表明,其中較高的燒結(jié)溫度Ts和適當(dāng)?shù)腪n2+取代能改善樣品的微波吸收特性。當(dāng)Fe3+/Ni2+/Zn2+的摩爾比],=2：0.5：0.5,燒結(jié)溫度Ts為700℃得到的多孔ZnO/Ni/ZnxNiyFe3-x-yO4納微六面體,涂層厚度為1.7-5.5 mm時(shí),在4.59-18.0 GHz頻段內(nèi)RL≤-20.0 dB,且在10.0 GHz時(shí),最大損耗值RL為-36.52 dB。這種優(yōu)異的微波吸收特性歸屬于增強(qiáng)的多相界面效應(yīng)、能形成多重共振行為以及優(yōu)異的電磁匹配與吸收特性。
【關(guān)鍵詞】：海綿狀多孔磁性材料 雜化材料 葡萄糖引導(dǎo)共沉淀/燒結(jié)工藝 靜磁性能 微波吸收 抗菌性能
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM271
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 多孔材料的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 多孔材料的特性11-12
• 1.2.2 多孔材料的分類12-14
• 1.2.2.1 微孔材料12
• 1.2.2.2 介孔材料12-13
• 1.2.2.3 大孔材料13-14
• 1.3 多孔磁性材料14-18
• 1.3.1 多孔磁性材料的制備方法14-16
• 1.3.1.1 沉淀法14
• 1.3.1.2 水熱法和溶劑熱法14-15
• 1.3.1.3 溶膠凝膠法15
• 1.3.1.4 模板法15-16
• 1.3.2 多孔磁性材料的應(yīng)用16-18
• 1.3.2.1 催化方面16
• 1.3.2.2 微波吸收方面16-17
• 1.3.2.3 電化學(xué)方面17
• 1.3.2.4 生物醫(yī)藥方面17-18
• 1.3.2.5 水污染處理方面18
• 1.4 多糖為模板的綠色合成技術(shù)18-19
• 1.5 海綿狀多孔材料簡(jiǎn)介19
• 1.6 選題依據(jù)與研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 海綿狀納微氧化鐵的合成與微波電磁特性21-37
• 2.1 前言21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-23
• 2.2.1 試劑和儀器22
• 2.2.2 樣品的合成22
• 2.2.3 樣品的表征22-23
• 2.2.4 樣品的性能測(cè)試23
• 2.3 結(jié)果與討論23-35
• 2.3.1 前驅(qū)物的表征24-25
• 2.3.2 前驅(qū)物的形貌控制25-27
• 2.3.2.1 葡萄糖的影響25-26
• 2.3.2.2 反應(yīng)溫度的影響26-27
• 2.3.3 燒結(jié)條件對(duì)燒結(jié)產(chǎn)物形貌和結(jié)構(gòu)的影響27-32
• 2.3.3.1 燒結(jié)溫度的影響27-30
• 2.3.3.2 燒結(jié)氣氛的影響30-32
• 2.3.3.3 燒結(jié)時(shí)間的影響32
• 2.3.4 海綿狀結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制32-34
• 2.3.5 微波電磁特性34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 第三章 海綿狀納微六面體ZnO/ZnFe_2O_4的制備與抗菌性能37-50
• 3.1 前言37-38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分38-39
• 3.2.1 試劑和儀器38
• 3.2.2 樣品的合成38
• 3.2.3 樣品的表征38
• 3.2.4 樣品的抗菌性能測(cè)試38-39
• 3.3 結(jié)果與討論39-49
• 3.3.1 前驅(qū)物的表征39-40
• 3.3.2 燒結(jié)溫度對(duì)燒結(jié)產(chǎn)物的影響40-44
• 3.3.3 Zn~(2+)/Fe~(3+)的投料比對(duì)燒結(jié)產(chǎn)物的影響44-46
• 3.3.4 抗菌性能46-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 多孔ZnO/Ni/Zn_xNi_yFe_(3-x-y)O_4納微六面體制備及電磁特性50-66
• 4.1 前言50-51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分51-52
• 4.2.1 試劑和儀器51
• 4.2.2 樣品的合成51
• 4.2.3 樣品的表征51
• 4.2.4 樣品的性能測(cè)試51-52
• 4.3 結(jié)果與討論52-65
• 4.3.1 前驅(qū)物的形貌和結(jié)構(gòu)表征52
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)燒結(jié)樣品的相結(jié)構(gòu)的影響52-56
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)燒結(jié)樣品的形貌和結(jié)構(gòu)的影響56-58
• 4.3.4 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)燒結(jié)樣品的質(zhì)構(gòu)特性的影響58-59
• 4.3.5 燒結(jié)樣品的靜磁特性59-60
• 4.3.6 燒結(jié)樣品的微波電磁特性60-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 全文總結(jié)66-67
• 參考文獻(xiàn)67-78
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果78-79
• 致謝79-80
• 浙江師范大學(xué)學(xué)位論文誠(chéng)信承諾書(shū)80-81

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8 ;[J];;年期

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本文編號(hào)：805068