納米鐵氧化物及其復合物的制備及應用研究.pdf

1、鐵氧化物作為一種環保材料，在地球上分布非常廣泛且儲量豐富。同時，鐵氧化物的研究也吸引了眾多研究者的目光，尤其是在環境凈化和新能源領域具有重要的應用前景。本論文首次利用L-Cys(L-半胱氨酸)作為還原劑，一步法制備了磁性Fe3O4納米粒子，并利用十八酸(SA)對其進行改性制備了Fe3O4@SA核殼結構的納米復合物，研究其疏水親油性能與應用;制備了片狀的α-Fe2O3和α-Fe2O3/Mn3O4復合物，并將其作為鋰電池的負極材料，對其進行

2、電化學性能的研究。
　　具體研究內容如下:
　　1、利用L-Cys作為還原劑，在無惰性氣體保護下部分還原Fe3+，制備了球形的Fe3O4順磁性納米粒子。我們以反應溫度和還原劑的比例為主要參數設計對比試驗，探索反應的最佳條件。結果表明，當Fe3+/L-Cys的摩爾比為1∶2.14，反應溫度為80℃時，產物呈黑色，磁性最強。經過SA修飾后得到的Fe3O4@SA疏水親油性能優異，能很好地分散在有機溶劑中形成磁流體，還可用于除去水面

3、上的油污;并能用LB技術將Fe3O4@SA在水面形成均一的單分子膜或制備LB膜，在磁記錄等方面有著重要的潛在應用價值。
　　2、用溶劑熱法合成了米粒狀、盤狀以及片狀結構的α-Fe2O3。將其作為鋰電池負極材料，充放電測試表明，米粒狀的α-Fe2O3首次放電比容量為789mAh/g，但是循環性能比較差;而片狀α-Fe2O3首次放電比容量達到819mAh/g，第二次放電比容量為426 mAh/g，因為片狀結構比表面積較大，所以20次循

4、環后的放電比容量仍能維持在354 mAh/g，因此片狀的α-Fe2O3比米粒狀α-Fe2O3在可逆容量和循環壽命上均有較大的提高。
　　3、將第二章L-Cys部分還原法制備的較小直徑的Fe3O4納米粒子分散在KMnO4和乙醇、乙二醇體系中，通過溶劑熱法合成了α-Fe2O3/Mn3O4納米復合物。將產物用作鋰離子電池負極材料進行充放電性能測試，首次放電比容量達1558mAh/g，20次循環之后放電比容量仍能達到528 mAh/g，比