钴铁gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba OgydF4y2Ba 4gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 菲gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba OgydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 磁性纳米复合材料作为光催化剂降解甲基橙染料gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba

我们报告的调查与温度有关的磁性和催化活性gydF4y2Ba磁性纳米复合材料(跨国公司)合成了水热过程。室温磁滞(mh)循环结果增强90 emu / g的饱和磁化强度和矫顽力(gydF4y2Ba530 Oe)gydF4y2Ba跨国公司。降低温度到20 K,gydF4y2Ba增加从500 Oe到6800 Oe, mh循环之间的交换耦合特性gydF4y2Ba和gydF4y2Ba。低收入和high-temperature-dependent磁化测量确认阻塞温度是300 K和以上两个磁相变对应于的存在gydF4y2Ba和gydF4y2Ba,分别。跨国公司已经研究了催化活性的降低的甲基橙(MO),有色化合物用于印染纺织品。观察结果表明,gydF4y2Ba跨国公司作为一种优良的光催化剂的降解有机污染物和降解93%的莫5小时的紫外线照射。跨国公司是归因于非常高催化活性的带隙能量和小粒度。跨国公司的可再生的催化活性也从水中分离媒体运用外部磁场和作为一个有前途的催化剂纺织废水的治理。gydF4y2Ba

1。介绍gydF4y2Ba

磁性纳米颗粒的兴趣(基于)和纳米复合材料(跨国公司)近年来大大增加不仅因为他们的广泛的应用程序在多个技术领域包括铁磁流体,磁数据存储、magnetooptical,磁共振成像、医学和药物输送系统,而且还由于其相关性的基础物理(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba5gydF4y2Ba]。基于也广泛用于催化用途(gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。论文利用光子能量进行氧化和还原反应。辐射光能量时,电子(egydF4y2Ba^−gydF4y2Ba)从价带兴奋(VB)传导带(CB)的光催化剂,留下photogenerated洞(hgydF4y2Ba^+gydF4y2Ba)。这将创建羟基离子水溶液从而促进催化活动(gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。的材料成为一个好的光催化剂需要一个相对较大的带隙,较大的表面积,nonagglomeration粒子。聚集的粒子可以避免涂层表面与表面活性剂。然而,它大大减少了材料的磁矩和由于磁化低价值不能被重用。这就是为什么MNP-based催化剂没有表面活性剂的发展需要更多的关注。特别是,我们已经取得了巨大进展MNP-supported催化剂的制备和处理,针对他们的高表面积的催化剂装载能力(gydF4y2Ba8gydF4y2Ba)、高色散(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba),优秀的稳定性(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba),和控制催化剂回收它们的属性中。磁选呈现复苏的催化剂液相反应更加容易,从而大大降低了成本。为了满足各种应用程序的要求,这些粒子必须有合适的磁性(大饱和磁化(gydF4y2Ba),温和的矫顽力(gydF4y2Ba),和高阻塞温度)和可控的大小和形状(gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

染料是最臭名昭著的污染物在水生环境中由于大量的生产行业,缓慢的降解和脱色、和毒性gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。甲基橙(MO)是一个颜色的化合物用于印染纺织品,并释放这些彩色浪费水域生态系统是一个审美的水生生物污染的来源。因此,密苏里州的退化成本有效的方式没有任何二次污染是非常重要的安全环境(gydF4y2Ba12gydF4y2Ba,gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。有几种传统的物理技术如吸附、超滤、反渗透、凝固,氯化,臭氧化和生物降解染料污染物的去除gydF4y2Ba14gydF4y2Ba,gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]。然而,最上面的技术将从水中有机化合物转移到另一个阶段,从而造成二次污染。另一方面,光催化过程是环保的方法,利用辐射能量在环境条件下进行催化,从而表现为大多数新兴技术(gydF4y2Ba16gydF4y2Ba,gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]。然而,光催化的应用程序使用基于/跨国公司纺织废水的修复相当有限,只有少数调查。gydF4y2Ba

其他MNP材料、细钴铁氧体粒子被用作MNP-based催化剂由于其强大的粒子间的相互作用和nonagglomeration行为(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]。同时,它具有强烈的各向异性、高gydF4y2Ba和温和的gydF4y2Ba随着机械的硬度和化学稳定性好。基于可以进一步增强的催化活动准备合适的混合与其他基于纳米复合材料。这促进了一个新的复合材料与小说磁,电子和光学性质。各种制备方法,如化学反应,机械化学合成法、水解、热液和水共同沉淀通常被用来制造纳米复合材料所需的属性(gydF4y2Ba18gydF4y2Ba,gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba21gydF4y2Ba]。在这项研究中,我们使用了热液过程钴铁做准备gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba纳米复合材料,研究随温度而变的磁性。同时,跨国公司的光催化活性的降解环境污染物(MO)首次探讨了。gydF4y2Ba

2。实验的细节gydF4y2Ba

磁性纳米复合材料的钴铁gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba是由热液的方法。所有的反应物和跨国公司的试剂用于制备高纯商用CoClgydF4y2Ba_2gydF4y2Bah·6gydF4y2Ba_2gydF4y2BaO (99%)、FeClgydF4y2Ba_3gydF4y2Bah·6gydF4y2Ba_2gydF4y2BaO(99%)、氢氧化钠(96%)和peg - 400(99%)和作为收到。在一个典型的程序,CoClgydF4y2Ba_2gydF4y2Bah·6gydF4y2Ba_2gydF4y2BaO (1 g盯住50毫升- 400年,4.2更易)和FeClgydF4y2Ba_3gydF4y2Ba在50毫升(1.6 g挂钩- 400,10.3更易)解决方案在电磁搅拌器混合并搅拌。随后,氢氧化钠(3 M, 25毫升蒸馏去离子水)的解决方案是添加一滴一滴地和搅拌半个小时在80°C。然后,解决方案(深棕色)转移到一个高压蒸汽和加热在200°C 12小时。之后,产生的黑色沉淀第一次用水洗了醇去除挂钩和氢氧化钠完全删除的内容。最终,产品是用乙醇和干在200°C下真空干燥。做好准备和退火样品的晶体结构检查x射线衍射(XRD)使用Rigaku TTRAX衍射仪gydF4y2Ba辐射和透射电子显微镜(TEM)使用JEOL 2100显微镜。室温和随温度而变的磁性测量,振动样品磁强计(VSM、湖滨模型7410)。光学特性是衡量PerkinElmer RXI红外光谱在KBr颗粒和瓦里安卡里50紫外分光光度计。打赌表面积的分析了跨国公司的化学吸收表面积分析仪(使:微粒学模型:用化学方法吸收2720)与0.03 g的预处理样品脱气在200°C下3分钟氦气。gydF4y2Ba

3所示。结果与讨论gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba1gydF4y2Ba显示亮场(BF) TEM显微图和选定区电子衍射(SAED)模式和钴铁gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba跨国公司。显微图显示细nonagglomerated粒子平均粒径约20海里,高度可取的催化活性。SAED模式表明,跨国公司在本质上是水晶的,和峰值代表了立方尖晶石结构的钴铁gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba和菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba,这是符合XRD分析(这里没有显示)。跨国公司的确认尖晶石结构、红外(IR)吸收光谱范围内获得350厘米之间gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}是1000厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba},同样是描绘在图gydF4y2Ba2(一个)gydF4y2Ba。发现吸收光谱由两个重要的乐队,第一次约为590厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}(gydF4y2Ba)和第二约为410厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}(gydF4y2Ba)。吸收光谱中观察到这个范围内揭示单相尖晶石结构的形成有两个质子,它被分配到四面体网站(gydF4y2Ba)和八面体的网站(gydF4y2Ba)[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]。此外,软铁的形成gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba相在纳米复合材料已经被紫外线证实分析如图gydF4y2Ba2 (b)gydF4y2Ba。磁性纳米颗粒,观察紫外线吸收波长在该地区330 - 500纳米,这主要源自磁性纳米颗粒的吸收和散射的光。带隙能量决定使用Tauc关系从吸收光谱(gydF4y2Ba23gydF4y2Ba),如图的插图所示gydF4y2Ba2 (b)gydF4y2Ba,发现在2.8 eV。应该这里提到,带隙能量较高的电子和空穴对的复合率是弱智,光催化性能增强。gydF4y2Ba

理解钴铁的磁性gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba跨国公司、温度、磁滞的依赖(mh)循环以20 K到300 K的温度范围内,和同样是显示在图gydF4y2Ba3gydF4y2Ba。可以看出,跨国公司表现出明显的滞后在300 K但不饱和15 kOe应用领域由于强烈的各向异性。gydF4y2Ba大约是500 Oe在300 K。这表明,跨国公司并不在室温超顺磁的状态,与之前的观察在钴铁gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba纳米粒子(gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba24gydF4y2Ba]。此外,磁化15 kOe-applied获取字段值(gydF4y2Ba)大约是90 emu / g,它高于价值(~ 65 emu / g)钴铁的报道gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba粒子与类似的粒度(gydF4y2Ba25gydF4y2Ba]。这个确认的内在属性和基于可以修改(增强),使跨国公司的正确选择材料。在目前的调查,钴铁的纳米复合材料gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba与菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba准备,增强在吗gydF4y2Ba可以归因于大磁晶各向异性和更高的钴铁颗粒间的相互作用gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba跨国公司(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]。是指出催化应用程序和基于应该更好的方便的磁性催化剂回收。另一方面,减少温度200 K,跨国公司展览几乎类似的循环,但是gydF4y2Ba增加从500 Oe在300 K到2650 Oe在200 K。进一步降低温度,不仅gydF4y2Ba增加到6600在20 K,而且循环表现出扭结在剩磁磁化反转过程。这表明存在之间的磁交换耦合硬磁性钴铁gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba和软磁性铁gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba在目前调查样本(基于和颗粒间的相互作用gydF4y2Ba24gydF4y2Ba]。高磁化的铁磁交换耦合是可取的复合材料的价值。与温度有关的磁化测量的磁场测量100 Oe zero-field-cooled (ZFC)和field-cooled如图(FC)条件gydF4y2Ba4(一)gydF4y2Ba确认屏蔽温度是室温。另一方面,高温磁化数据(图gydF4y2Ba4 (b)gydF4y2Ba)描述了两个明显的相变对应于钴铁的存在gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba和菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba在790 K (gydF4y2Ba26gydF4y2Ba和840 KgydF4y2Ba27gydF4y2Ba),分别。gydF4y2Ba

制备光催化活性的跨国公司被光催化分解评价莫在水溶液环境温度。钴铁gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba跨国公司(0.02 g)放入到管状石英容器包含1×10的100毫升gydF4y2Ba^{−5gydF4y2Ba}米莫声波降解法和混合的水溶液10分钟。随后,混合搅拌在黑暗获得吸附/解吸平衡直到莫是恒定的浓度,然后用紫外灯照明。获得的吸收光谱,利用紫外可见分光光度计,见图gydF4y2Ba5gydF4y2Ba。观察可以看出,最大吸光度大约465海里两种情况:(i)为莫和水的混合物的混合状态,(2)莫和水的混合物暴露于紫外线了五个小时。密苏里州的混合物的混合,水,跨国公司没有辐照显示最大吸光度大约465海里。这些结果表明,没有莫退化发生在这些混合物gydF4y2Ba。gydF4y2Ba然而,一个典型的运行进行混合物,水,和跨国公司没有紫外线辐射在黑暗5小时显示一个小的变化最大吸收约465海里(少于5%),比最初的吸光度的混合的混合物,水,和跨国公司。这主要是由于吸附染料分子的跨国公司。另一方面,混合物的最大吸光度几乎消失了,水,跨国公司受到紫外线照射5小时。这些结果证实的有效降解染料只发生在紫外线照射的存在,这是第一次我们报告钴铁gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba跨国公司作为一种新型光催化剂降解有机污染物。密苏里州的光催化降解比例计算gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba莫退化前的初始吸光度,gydF4y2Ba吸光度后时间吗gydF4y2Ba。莫的退化百分比由跨国公司93% 5 h的紫外线照射5到6的pH值范围。这可以归因于(一)高的带隙能量(2.8 eV)的跨国公司的光催化效应的增强取决于电子空穴分离(gydF4y2Ba28gydF4y2Ba),和(b)小粒径与高表面积有关。英国国教会的打赌表面积gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba跨国公司使用分析用化学方法吸附表面积分析仪被发现112米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ g总孔隙体积的0.0565米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ g。这是这种类型的磁性材料大很多,因此它占的原因之一目前观察到的光催化活性。同时,染料溶液的pH值过程中起着重要作用的光降解染料,染料分子的吸附在催化剂表面的pH值的依赖(gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba,gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba]。目前的研究系统,我们获得最优降解染料的低酸性pH值(酸碱度~ 5 - 6)。莫用TiO的退化gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba和ZnS-based半导体也被报道(gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba,gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]。然而,纳米粒子的形状构成限制在光催化活动,和有效的技术是简单分离所需的催化剂。另一方面,跨国公司可以方便地合成大小和形状的更好的控制,和分开的媒体运用外部的磁场。gydF4y2Ba

4所示。结论gydF4y2Ba

钴铁gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba磁性纳米复合材料的平均粒度20 nm被热液过程,合成和纳米复合材料的形成被确认通过TEM、XRD、红外和紫外可见光谱研究。增强磁化90 emu / g和500 Oe的矫顽力在室温下得到。纳米复合材料被发现的阻挡温度高于室温。低收入和高温磁化测量证实了钴铁之间的磁交换耦合的存在gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba和菲gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba分别和相变。跨国公司被证实对甲基橙的光催化活动在紫外光照射下,发现有效降解甲基橙在环境温度。跨国公司也可以很好的分离磁不失其光催化活性。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

这项工作由DAE-BRNS财务支持,印度,见项目没有。2005/20/34/1 / BRNS / 376。基础设施(XRD、扫描仪和TEM),由DST见项目号浮置板轨道/ PII-020/209 SR / SR / S2 / CMP-19/2006,和SR / S5 / NM-108/2006感激地承认。gydF4y2Ba

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