可磁分离的镍锌铁氧体-石墨烯复合材料的制备及其光催化性能
Synthesis and Photocatalytic Properties of Magnetically Separated Ni-Zn Ferrite-Graphene Nanocomposite
作者单位E-mail
伍水生 昆明理工大学化学工程学院, 昆明 650504
南昌航空大学, 江西省持久性污染物控制与资源循环利用重点实验室, 南昌 330063 
wuss2005@126.com 
马博凯 昆明理工大学化学工程学院, 昆明 650504  
贾庆明 昆明理工大学化学工程学院, 昆明 650504  
王亚明 昆明理工大学化学工程学院, 昆明 650504  
代威力 南昌航空大学, 江西省持久性污染物控制与资源循环利用重点实验室, 南昌 330063  
张世英 长沙学院环境光催化应用技术湖南省重点实验室, 长沙 410003  
摘要: 以硝酸锌、硝酸镍、硝酸铁为原料,采用微波水热法快速制备了Ni0.5Zn0.5Fe2O4-graphene纳米复合材料。该复合材料的XRD、Raman、TEM/HRTEM、XPS和VSM结果表明13 nm左右的尖晶石型镍锌铁氧体纳米颗粒分散锚固在石墨烯片上,纳米复合材料的饱和磁化强度为28.2 A·m2·kg-1,剩磁和矫顽力基本为零表现为超顺磁性。在H2O2存在条件下可见光照射90 min,亚甲基蓝(MB)降解率达到97.5%,较好的光催化活性主要归因于石墨烯的存在有利于光生载流子的分离,产生更多活性中间体用于有机染料污染物的降解。考察了磁性光催化剂的重复利用和催化能力的稳定性,能够满足磁性回收和再使用的要求。
关键词: 镍锌铁氧体  石墨烯  微波水热  光催化  表征
基金项目: 国家自然科学基金(No.21401088),云南省应用研究基础资助项目(No.KKSY201205025),昆明理工大学分析测试基金(No.20150357, 20150342)资助。
Abstract: Magnetically Separated Ni-Zn ferrite-graphene nanocomposite(NZFG) was prepared through simple microwave hydrothermal method using Ni(NO3)2 Zn(NO3)2 and Fe(NO3)3 as raw material.The phase, structure and morphology of the Ni-Zn ferrite-graphene nanocomposite were characterized by XRD, Raman, TEM/HRTEM, XPS and VSM.The results shown that nearly monodisperse Ni-Zn ferrite nanoparticles of about 13 nm anchored on graphene sheets, a representative hysteresis loop exhibited a superparamagnetic behavior with saturation magnetization values of 28.2 A·m2·kg-1, and the values of remanent magnetization and coercivity nearly zero.Photocatalytic activity of Ni-Zn ferrite-graphene nanocomposite show the degradation rate of methylene blue(MB) reached 97.5% under visible light for 90 min in the presence of H2O2 as compared with pure Ni0.5Zn0.5Fe2O4(51%) due to the reduced the recombination of photo-generated charges with the introduction of graphene.The high recoveries and stable catalytic capability of NZFG demonstrated that NZFG can be reused expediently.
Keywords: Ni-Zn ferrite  graphene  microwave hydrothermal  photocatalysis  characterization
投稿时间:2015-10-19 修订日期:2015-12-11
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伍水生,马博凯,贾庆明,王亚明,代威力,张世英.可磁分离的镍锌铁氧体-石墨烯复合材料的制备及其光催化性能[J].无机化学学报,2016,32(4):561-566.
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