本文關鍵詞：海綿狀多孔磁性材料的制備與物性研究

  更多相關文章： 海綿狀多孔磁性材料 雜化材料 葡萄糖引導共沉淀/燒結工藝 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,具有質量輕、比表面積高、磁響應強等特點,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用。本文以葡萄糖作為化學合成的模板劑,以過渡金屬硝酸鹽為原料,通過共沉淀/燒結技術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制。通過控制樣品的形貌、組成和質構特性使其在微波吸收、抗菌、催化等領域具有廣泛的應用前景。研究內容如下：通過葡萄糖引導的共沉淀/燒結合成技術選擇性地合成了海綿狀多孔氧化鐵納微六面體材料。在反應過程中,通過改變葡萄糖與硝酸鐵的摩爾比、反應溫度、燒結溫度和燒結時間等反應條件,可以系統(tǒng)地調節(jié)樣品的形貌、結構、相組成以及質構特性。在反應過程中,葡萄糖作為結構導向劑指導著樣品從納米薄片自組裝形成多面體前驅物。隨后在燒結前驅物的過程中,葡萄糖作為犧牲模板劑促使海綿狀多孔結構的形成。在N2的保護下,燒結前驅物制備的海綿狀多孔Fe304具有良好的微波吸收特性。當硝酸鐵與葡萄糖的摩爾比),=1：3時,RL≤-20dB的有效吸收帶寬為7.7 GHz,相應厚度為1.8-5.5mm,且在5.76 GHz的最大損耗值RL為-60.09 dB,對應厚度為4 mm。獲得的海綿狀多孔Fe304納微六面體具有增強的電磁特性,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。采用葡萄糖引導的共沉淀/燒結兩步反應合成了不同結構和組成的海綿狀納微六面體ZnO/ZnFe2O4雜化材料。首先通過共沉淀過程獲得草酸鋅/草酸鐵前驅物,隨后燒結草酸鹽前驅物得到海綿狀納微六面體。通過改變Zn2+/Fe3+的投料比和燒結溫度可以調控海綿狀納微六面體的晶粒尺寸和結構特性。采用ATP(三磷酸腺苷)熒光法來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制為應激氧化。在較低的溫度下燒結得到的海綿狀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)異的抗菌特性主要歸因于這種海綿狀多孔ZnO/ZnFe2O4納微六面體結構有利于光電荷的分離以及可見光的吸收。進一步采用葡萄糖引導的共沉淀/燒結合成技術制備了多孔ZnO/Ni/ZnxNiyFe3-x-yO4納微六面體。通過改變Fe3+/Ni2+/Zn2+的摩爾比γ和燒結溫度Ts可以調控樣品的物相組成、晶粒尺寸及比表面積,從而建立樣品的性能和結構之間的構效關系。結果表明,其中較高的燒結溫度Ts和適當?shù)腪n2+取代能改善樣品的微波吸收特性。當Fe3+/Ni2+/Zn2+的摩爾比],=2：0.5：0.5,燒結溫度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,在4.59-18.0 GHz頻段內RL≤-20.0 dB,且在10.0 GHz時,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的多相界面效應、能形成多重共振行為以及優(yōu)異的電磁匹配與吸收特性。
【關鍵詞】：海綿狀多孔磁性材料 雜化材料 葡萄糖引導共沉淀/燒結工藝 靜磁性能 微波吸收 抗菌性能
【學位授予單位】：浙江師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM271
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 文獻綜述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18-19
• 1.5 海綿狀多孔材料簡介19
• 1.6 選題依據(jù)與研究內容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 實驗部分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 樣品的性能測試23
• 2.3 結果與討論23-35
• 2.3.1 前驅物的表征24-25
• 2.3.2 前驅物的形貌控制25-27
• 2.3.2.1 葡萄糖的影響25-26
• 2.3.2.2 反應溫度的影響26-27
• 2.3.3 燒結條件對燒結產物形貌和結構的影響27-32
• 2.3.3.1 燒結溫度的影響27-30
• 2.3.3.2 燒結氣氛的影響30-32
• 2.3.3.3 燒結時間的影響32
• 2.3.4 海綿狀結構的形成機制32-34
• 2.3.5 微波電磁特性34-35
• 2.4 本章小結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 實驗部分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 樣品的抗菌性能測試38-39
• 3.3 結果與討論39-49
• 3.3.1 前驅物的表征39-40
• 3.3.2 燒結溫度對燒結產物的影響40-44
• 3.3.3 Zn~(2+)/Fe~(3+)的投料比對燒結產物的影響44-46
• 3.3.4 抗菌性能46-49
• 3.4 本章小結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 實驗部分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 樣品的性能測試51-52
• 4.3 結果與討論52-65
• 4.3.1 前驅物的形貌和結構表征52
• 4.3.2 實驗條件對燒結樣品的相結構的影響52-56
• 4.3.3 實驗條件對燒結樣品的形貌和結構的影響56-58
• 4.3.4 實驗條件對燒結樣品的質構特性的影響58-59
• 4.3.5 燒結樣品的靜磁特性59-60
• 4.3.6 燒結樣品的微波電磁特性60-65
• 4.4 本章小結65-66
• 全文總結66-67
• 參考文獻67-78
• 攻讀學位期間取得的研究成果78-79
• 致謝79-80
• 浙江師范大學學位論文誠信承諾書80-81

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本文編號：805068