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2023年  第30卷  第7期

溶剂类型对一步水热法合成钛酸钡形貌和结构的影响

庞萧萧，王婷婷，刘斌，范夏月，刘晓瑞，申静，钟澄，胡文彬

封面故事：封面显示了本文合成四方相钛酸钡纳米颗粒，深刻强调钛酸钡高度的四方畸变和良好的球形形貌，通过钛酸钡结构在多层陶瓷电容器的局部引出显示高质量的钛酸钡粉体在多层陶瓷电容器薄介电层和超高容量的发展趋势中的重要应用价值，以进一步促进电子设备小型化、功能化的发展。封面充分生动形象的显示了文章的创新成果和亮点，尽显高质量钛酸钡粉体在多层陶瓷电容器发展中的重要作用。

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特约综述
地应力状态与构造断层的相互作用：评论
李鹏, 蔡美峰, Mostafa Gorjian, 任奋华, 席迅, 王培涛
2023, 30(7): 1227-1243. doi: 10.1007/s12613-023-2607-8
中文摘要(1253) PDF(149) SpringerLink
摘要:
在许多工程问题和地球科学研究中，了解地应力状态至关重要。本文旨在系统评述地应力状态与构造断层之间的相互作用，并对它们之间的相互作用机制提出了新的见解。地应力状态会受到各种因素的影响，其中最重要的因素之一是断层的存在。断层会显著影响地应力的大小和方向。在断层附近存在应力的重新定向和大小变化，并且跨断层存在应力跳跃/不连续。反之，应力状态的变化可能导致断层类型的转变和潜在的断层活化。利用当前应力环境下的特征参数对断层活化进行定性评价，提供了一种评价断层滑动趋势的方法。地应力和断层性质之间的相关性增强了通过地应力测量预测断层滑动趋势的能力，这可用于进一步完善断层活化风险的评估。未来在深部进行地应力测量，并在断层的关键部位上/附近进行长期连续的实时应力监测将是必不可少的。此外，需要重点关注区分异常应力状态形成机制和应力变化的类型和规模，探索断层活动前异常和断层活化机制。
特约综述
微细粒矿物微泡浮选的研究进展：微泡的制备、设备和应用
常自勇, 牛森森, 沈政昌, 邹来昌, 王化军
2023, 30(7): 1244-1260. doi: 10.1007/s12613-023-2615-8
中文摘要(1691) PDF(227) SpringerLink
摘要:
在过去的几十年里，微泡浮选在细粒矿物的分选中得到了广泛的研究。与常规浮选相比，微泡浮选具有品位高、回收率高、浮选药剂消耗低等诸多优点。本文系统综述了微泡浮选在微细矿物颗粒分选的研究进展。通常，微泡的气泡尺寸小、比表面积大、表面能高、选择性好，并且还易附着在疏水颗粒或大气泡的表面，大大降低了颗粒从气泡上脱附的概率。微泡可以通过加压溶气减压释气法、电解法、超声空化法、光催化法、溶液替换法、温差法（TDM）以及文丘里管和薄膜法来制备。相应地，微细粒浮选设备可分为微泡析出式浮选机、离心浮选柱、充填式浮选柱和磁浮选柱。在实践中，微泡浮选在超细煤、金属矿物和非金属矿物的选矿中得到了广泛的研究，并表现出优于传统浮选机的优势。纳米气泡促进微细粒浮选的机理包括微细粒的团聚、纳米气泡在水溶液中的高稳定性以及颗粒疏水性和浮选动力学的增强。
特约综述
金属离子在熔盐中的配位状态及表征方法
宋芯, 李少龙, 刘姗姗, 樊涌, 何季麟, 宋建勋
2023, 30(7): 1261-1277. doi: 10.1007/s12613-023-2608-7
中文摘要(1180) PDF(138) SpringerLink
摘要:
熔盐的宏观特征由其微观结构决定。研究熔盐结构是深入理解熔盐物理化学性质并进一步探寻熔盐电解微观过程的基础。熔盐微观结构的测试手段有很多种，它们能够从不同的角度反映出物质的微观结构。本文主要讨论了可以获得熔盐微观结构的测试方法及对其优缺点进行了对比。论文对氯化盐、氟化盐、硝酸盐、碳酸盐熔盐体系结构已有的研究成果进行了梳理，总结了金属离子在熔盐体系中的典型配位结构。此外，本文还详细讨论了电解质阴离子与阳离子以及金属氧化物(O2−)对熔盐结构的影响。论文认为对微观结构和配位信息的深入理解也能为熔盐电解制备金属的机理探究和工艺优化提供理论依据，熔盐结构信息的准确性和完整性需要多种方法和跨学科领域的综合研究。因此，本文通过综述熔盐中金属离子配位状态及其表征方法，希望能为研究人员探索材料微观结构与宏观性能之间的相互关系提供新思路。
特约综述
AZ91镁合金搅拌摩擦表面金属基复合材料研究进展
Hamed Mirzadeh
2023, 30(7): 1278-1296. doi: 10.1007/s12613-022-2589-y
中文摘要(1946) PDF(389) SpringerLink
摘要:
本综述介绍了AZ91镁合金的表面金属基复合材料(MMC)的搅拌摩擦加工(FSP)，总结了有关各种增强颗粒的报道结果，包括碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、石英(SiO2)、碳化硼(B4C)、碳化钛(TiC)、碳纤维、羟基磷灰石(HA)、原位形成相和混合增强材料。介绍了基于FSP的AZ91复合材料的制备方法，包括槽填充(开槽)、钻孔填充、夹层法、搅拌浇铸后FSP、原位颗粒形成等。讨论了引入第二相颗粒和FSP工艺参数(如刀具转速、横移速度和通道次数)对显微组织修饰、晶粒细化、颗粒分布均匀性、晶粒生长抑制、力学性能、强度–延性平衡、磨损/摩擦学行为和耐腐蚀性的影响。最后，对今后的工作提出了一些建议，包括重点研究超塑性和超塑性成形，基于搅拌摩擦工程的金属增材制造工艺(如增材摩擦搅拌沉积)，直接FSP，静轴肩搅拌摩擦焊，动态再结晶(DRX)晶粒尺寸与类似热变形研究的Zener–Hollomon参数的相关性，工艺参数(如颗粒体积分数和外部冷却)，以及常见的增强相，如ZrO2和碳纳米管。
研究论文
孔雀石和方解石的溶解组分对表面特性及浮选行为的影响
沈智豪, 文书明, 王涵, 缪永超, 王潇, 孟胜冰, 丰奇成
2023, 30(7): 1297-1309. doi: 10.1007/s12613-023-2606-9
中文摘要(693) PDF(74) SpringerLink
摘要:
通常采用硫化–黄药法对孔雀石进行回收，由于矿石中伴生方解石的存在，往往导致铜的浮选指标不理想，出现这种现象的重要原因是孔雀石和方解石的溶解组分会在两种矿物表面发生交互影响，从而影响其浮选行为。本文研究了孔雀石和方解石的溶解组分对这两种矿物的浮选行为和表面特性的影响。浮选试验表明，在孔雀石浮选矿浆中加入方解石的溶解组分后，孔雀石的回收率会降低，反之，孔雀石溶解组分的存在能够增加方解石的回收率。溶解和吸附检测、Zeta电位测定、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和飞行时间二次离子质谱表征结果表明，方解石溶解液中的钙组分会吸附在孔雀石表面，并阻碍硫化钠与孔雀石表面进行作用，从而导致异戊基黄原酸钠在孔雀石表面难以有效吸附；同样地，孔雀石溶解液中的含铜组分会吸附在方解石表面，为硫化钠和异戊基黄原酸钠在方解石表面的吸附提供了活性位点。
研究论文
酸化水玻璃和羧甲基纤维素作组合抑制剂对滑石浮选的强化抑制机理
薛季玮, 涂华臻, 史巾, 安艳妮, 宛鹤, 卜显忠
2023, 30(7): 1310-1319. doi: 10.1007/s12613-022-2582-5
中文摘要(912) PDF(62) SpringerLink
摘要:
黄铜矿和滑石天然可浮性相近，因此两种矿物的浮选分离难度较大。同时，在黄铜矿浮选过程中仅添加羧甲基纤维素也难以实现滑石的有效抑制。本研究发现采用酸化水玻璃和羧甲基纤维素作为组合抑制剂可以实现黄铜矿和滑石的有效分离，并深入探究了组合抑制剂对滑石的强化抑制机理。结果表明，添加酸化水玻璃可以强化羧甲基纤维素对滑石的抑制作用，并可以提高黄铜矿和滑石的浮选分离效果。动电位、红外光谱和X射线光电子能谱分析结果表明，羧甲基纤维素主要通过羟基和羧基吸附在滑石表面，并且酸化水玻璃的添加提高了羧甲基纤维素在滑石表面的吸附。除此之外，吸附量测定和表观粘度分析结果表明添加酸化水玻璃可以明显改善矿浆分散性，这进一步降低了矿浆表观粘度，提高了羧甲基纤维素在滑石表面的吸附量，最终强化了黄铜矿浮选过程中组合抑制剂对滑石的抑制作用。
研究论文
Li2O代替B2O3对弱反应性保护渣粘度、结构和结晶相的影响
莫嵘臻, 张旭彬, 任英, 胡俊杰, 张立峰
2023, 30(7): 1320-1328. doi: 10.1007/s12613-023-2621-x
中文摘要(647) PDF(59) SpringerLink
摘要:
近几年来，为了降低了高铝钢连铸过程中钢中Al和渣中SiO2的反应，弱反应性保护渣的研究与应用得到了很大关注。传统弱反应性保护渣存在理化性能不佳的问题，一般可以通过添加Li2O或者B2O3等改变保护渣成分的方式来优化。但是，前人研究结果表明添加过量的Li2O或者B2O3会导致高熔点结晶相LiAlO2析出恶化保护渣理化性能或者钢渣界面反应加剧引起保护渣性能波动。因此，本文提出了在含B2O3弱反应性保护渣中添加适量Li2O代替部分B2O3，并研究了Li2O替代量对保护渣性能的影响，旨在消除单独或过量添加Li2O或B2O3对保护渣性能带来的不利影响。研究结果表明，随着保护渣中Li2O取代B2O3，保护渣粘度、转折点温度和熔点均呈现先降低后增加的趋势。当保护渣含有2wt%Li2O和6wt%B2O3时，其粘度为最小值0.07 Pa·s。同时，本文采用拉曼光谱法和X射线衍射法对弱反应性保护渣熔体结构和结晶相进行了研究，以更好地理解粘度随成分演变的规律。其结果表明，随着保护渣中Li2O含量增加，铝酸盐和硅铝酸盐网络结构聚合度增加，硅酸盐网络结构聚合度降低，表明本研究所述保护渣中添加Li2O主要起到电荷补偿的作用。此外，随着保护渣中Li2O代替B2O3含量大于2wt%，结晶相LiAlO2逐渐析出。因此，应将保护渣中Li2O含量控制不高于2wt%，以避免不利于高铝钢连铸的LiAlO2析出。
研究论文
1 GPa级特厚低合金钢中带状组织对碳化物析出和韧性的影响
韩鹏, 柳志鹏, 谢振家, 王华, 金耀辉, 王学林, 尚成嘉
2023, 30(7): 1329-1337. doi: 10.1007/s12613-023-2597-6
中文摘要(804) PDF(60) SpringerLink
摘要:
随着海洋工程装备向大型化和轻量化发展，为满足减重、高安全和绿色需求，发展海洋工程用1 GPa级高强韧特厚规格钢板具有十分重要的意义。对于特厚高强度低合金钢而言，心部低温韧性低是限制其工业化生产和应用的难题。本文以80 mm厚1 GPa级海洋工程用钢为研究对象，系统研究了1/4和1/2板厚位置的组织和力学性能，重点阐述中心偏析导致的心部带状组织对碳化物析出行为及低温韧性的影响规律，提出超高强韧特厚低合金钢碳化物调控方案。结果表明，实验钢在淬火态时1/4和1/2板厚位置具有相似的塑性和韧性，经回火后，1/4板厚位置塑性和−40°C低温韧性分别提高50%和25%，而1/2板厚位置的韧性大幅度下降46%。显微组织表征发现，实验淬火态为下贝氏体和板条马氏体组织，仅在1/2板厚位置可以观察到明显的带状组织。经回火后，1/4板厚位置获得了均匀分布的20–100 nm短棒状M23C6和小于20nm球性MC型碳化物，这些弥散分布的细小碳化物是获得高强度和高韧性优异综合性能的关键。而1/2位置的带状组织中碳化物析出主要为200–500 nm长、20–50 nm宽的针状M3C型碳化物。低温冲击断口分析表明，这些带状组织中形成的高密度大尺寸针状碳化物是导致冲击过程中发生解理分层断裂的主要原因，最终显著降低低温韧性。
研究论文
空蚀引起的表面损伤对304L不锈钢点蚀和钝化行为的影响
李亮, 乔岩欣, 张连民, 马爱利, Enobong Felix Daniel, 马荣耀, 陈健, 郑玉贵
2023, 30(7): 1338-1352. doi: 10.1007/s12613-023-2602-0
中文摘要(941) PDF(55) SpringerLink
摘要:
空蚀是过流部件最常见的失效形式，主要由于高速流动液体中气泡坍塌产生的冲击波和微射流对材料表面造成的频繁冲击破坏。材料的点蚀和钝化行为与空蚀的损伤程度密切相关。在腐蚀性介质中，粗糙的表面有利于形成稳态点蚀。同时，粗糙的表面会增强去钝化效果，弱化材料的钝化性能，导致材料的耐腐蚀性能恶化。然而，关于空蚀引起的表面损伤对材料的点蚀和钝化行为的影响尚未有系统研究。本文采用电化学噪声和恒电位极化技术研究了304L不锈钢在3.5wt% NaCl溶液中空蚀不同时间后的点蚀和钝化行为。研究结果表明：在空蚀孕育期内，钝化行为占主导地位， 304L不锈钢的表面开始存在亚稳态点蚀的萌生；在空蚀上升期，304L不锈钢经历了从钝化到去钝化的转变，导致亚稳态点蚀和稳态点蚀的大量生长；在空蚀的稳定期，304L不锈钢的去钝化行为占主导地位，材料表面出现严重的局部腐蚀。本研究阐明了空蚀诱导的表面损伤对材料点蚀和钝化行为的影响规律，有助于更深入理解不锈钢的空蚀损伤机制。
研究论文
改性石墨诱导均匀分布的天然黄铁矿衍生复合材料作为高性能锂离子电池负极
俞娟, 魏银博, 孟必成, 彭佳鑫, 杨凯, 陈天星, 杨乃兴, 传秀云
2023, 30(7): 1353-1362. doi: 10.1007/s12613-023-2598-5
中文摘要(497) PDF(36) SpringerLink
摘要:
天然矿物基能源材料由于具有材料一致性好、高产量、环境友好、成本低等优点，成为了近年来的研究热点。均匀的颗粒分布可以有效抑制活性物质的聚集，提高材料的锂存储性能。在这项工作中，通过聚乙烯吡咯烷酮对天然石墨进行改性，得到尺寸更小、分散性更好的改性石墨。进一步通过球磨工艺得到具有均匀颗粒分布的天然黄铁矿复合聚乙烯吡咯烷酮改性石墨（pyrite/PG ）材料。随后的煅烧过程将pyrite/PG转化为与改性石墨复合Fe1−xS复合物（Fe1−xS/PG ）。活性材料中材料的均匀分布可以加快电子的快速转移，促进活性材料的高效利用。所制备的Fe1−xS/PG电极，在在0.2 A·g−1电流密度下，经过80次循环后，可展现出613.0 mAh·g−1的可逆比容量。在倍率性能测试中，在5 A·g−1电流密度下，可展现出523.0 mAh·g−1的比容量。甚至在更高的10 A·g−1电流密度下，Fe1−xS/PG电极也能提供348.0 mAh·g−1的比容量。进一步研究发现，氧化还原反应中占主导地位的赝电容是优异的倍率和循环稳定性的原因。这项工作提供了一种低成本和简便的方法来制备高性能天然矿物基负极材料，并向读者介绍了均匀颗粒分布对锂存储性能的影响。
研究论文
g-C3N4纳米片/Bi5O7Br/NH2-MIL-88B（Fe）纳米复合材料的制备：双S异质结光催化剂优异的抗生素去除性能
Nasrin Sedaghati, Aziz Habibi-Yangjeh, Alireza Khataee
2023, 30(7): 1363-1374. doi: 10.1007/s12613-023-2618-5
中文摘要(1519) PDF(67) SpringerLink
摘要:
通过简单的溶热方法合成了具有双S型异质结的新型g-C3N4纳米片/Bi5O7Br/NH2-MIL-88B（Fe）光催化剂（记为GCN-NSh/Bi5O7Br/Fe-MOF，其中MOF是金属–有机框架），并通过X射线光电子能谱仪（XPS）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱法（EDX）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨率透射电子显微镜法（HRTEM）、光致发光光谱法（PL）、傅立叶变换红外光谱法（FT-IR），UV-Vis漫反射光谱（UV-Vis DRS）、光电流密度、电化学阻抗光谱（EIS）和Brunauer–Emmett–Teller（BET）进行分析。结果表明，将Fe-MOF与GCN-NSh/Bi5O7Br复合后，与纯GCN相比，最佳Fe-MOF含量为15wt%的GCN-NSh/Bi5O7Br/Fe-MOF纳米复合材料对四环素的去除常数提高了33倍，且GCN-NSh/Bi5O7Br/Fe-MOF（15wt%）纳米复合材料对阿奇霉素、甲硝唑和头孢氨苄的去除分别是纯GCN的36.4倍、20.2倍和14.6倍。此外，该纳米复合材料在连续4次循环后保持了优异的活性。基于n-GCN-NSh、n-Bi5O7Br和n-Fe-MOF半导体之间n–n异质结的发展，双S方案电荷转移机制被用于抗生素的有效去除。
研究论文
以水玻璃为硅源制备珊瑚状SiC气凝胶及吸波、隔热性能研究
张鑫源, 夏晨康, 刘维海, 郝名远, 苗洋, 高峰
2023, 30(7): 1375-1387. doi: 10.1007/s12613-023-2605-x
中文摘要(1082) PDF(76) SpringerLink
摘要:
电磁波吸收材料在军事、航空航天、通讯等领域有着广泛的应用。到目前为止，人们已经投入了大量的精力来开发具有强吸收、有效带宽和极薄特性的理想电磁波吸收材料。其中SiC气凝胶是轻质、耐高温吸波材料的研究热点。而目前制备SiC气凝胶均采用有机硅烷作为硅源，其成本昂贵并且具有毒性。本文使用水玻璃作为硅源成功制备了SiC气凝胶，通过在溶胶-凝胶过程中调节Si、C摩尔比，进而调控SiC气凝胶的组织结构和化学成分，并系统研究了化学成分和组织结构对微波吸收性能的影响。研究结果表明：SiC气凝胶吸波、隔热性能与其化学成分和组织结构密切相关，材料的损耗能力随着气凝胶中SiC晶相的增加而增加，气凝胶的多孔结构增加了材料内部对电磁波的反射，有助于提高材料的损耗能力。当Si/C摩尔比为1时，SiC气凝胶体系内作为结构支撑骨架的无定形SiO2和SiC达到了良好的平衡，在保持了气凝胶结构的同时生成了SiC，具有有效的电磁波吸收能力，在12.88 GHz处具有−46.30 dB的反射损耗值和4.02 GHz的有效频带宽度。同时还具有良好的物理性质，密度为0.0444 g/cm3，热导率为0.0621 W/(m·K)，比表面积为1099 m2/g。这种具有电磁波吸收性能和低热导率的轻质材料可用作航天飞船和超音速飞行器的热防护材料。
研究论文
微观结构诱导增强CoFe2O4泡沫的介电损耗实现宽频电磁波吸收
师宾, 梁宏圣, 谢紫君, 常卿, 吴宏景
2023, 30(7): 1388-1397. doi: 10.1007/s12613-023-2599-4
中文摘要(809) PDF(35) SpringerLink
摘要:
随着5G电子信息时代的到来，各类智能电子设备在方便人们生活的同时也造成了严重的电磁干扰和污染，因此开发高性能的电磁波吸收材料具有重要的现实意义。CoFe2O4铁氧体已被广泛用于电磁波吸收，但其固有的缺点如低介电损耗、高密度和磁团聚等限制了其作为理想吸波材料的应用。本研究提出了一种微观结构调控策略（构建由二维曲面形成的三维泡沫结构）来解决上述难题，采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成了CoFe2O4泡沫，通过调节柠檬酸与硝酸铁的摩尔比（0.5、1.0和1.5）来调控CoFe2O4泡沫的微观形貌和电磁参数。二维曲面的良好的导电性可以有效提高CoFe2O4的复介电常数，三维泡沫结构则克服了CoFe2O4纳米颗粒的高密度和磁团聚问题。由于适中的电磁参数产生了良好的阻抗匹配和电导损耗，S0.5的有效吸收带宽高达7.3 GHz，超过了大多数CoFe2O4基吸收材料。S1.5的有效吸收带宽也达到了5.0 GHz（8.9–13.9 GHz），覆盖了X波段的大部分，显示出良好的军事应用潜力，这主要得益于晶格缺陷和异质界面产生的强极化效应。本研究为轻量化宽带纯铁氧体的理论设计和实际生产提供了新的思路。
研究论文
ZrC陶瓷有机前驱体热处理过程中微结构和电磁屏蔽性能的演变
贾泽李, 范晓孟, 何江怡, 薛继梅, 叶昉, 成来飞
2023, 30(7): 1398-1406. doi: 10.1007/s12613-023-2619-4
中文摘要(573) PDF(66) SpringerLink
摘要:
本工作研究了一种具有优异电磁屏蔽性能的聚合物转化ZrC陶瓷，以满足超高温要求。揭示了不同热处理温度下聚锆氧烷转化陶瓷的相组成、微结构和电磁屏蔽性能之间的关系。碳热还原反应在1300℃开始发生，在1700℃完成ZrO2到ZrC的转变。随着热处理温度的升高，大量碳相消耗，四方氧化锆逐渐转变为单斜氧化锆，在1500℃完成转变。PDC-ZrC陶瓷在900、1100、1300、1500和1700°C热处理的总平均屏蔽效能分别为11.63、22.67、22.91、22.81和34.73 dB。在热处理过程中，自由碳的石墨化程度和分布对材料的屏蔽性能起主导作用。在1700℃热处理的样品由C和ZrC形成典型的核壳结构，从而具有优异的电磁屏蔽性能。
研究论文
溶剂类型对一步水热法合成钛酸钡形貌和结构的影响
庞萧萧, 王婷婷, 刘斌, 范夏月, 刘晓瑞, 申静, 钟澄, 胡文彬
2023, 30(7): 1407-1416. doi: 10.1007/s12613-023-2614-9
中文摘要(1545) PDF(106) SpringerLink
摘要:
钛酸钡因其优异的介电、铁电、压电和热释电性能，在介电陶瓷工业，尤其是多层陶瓷电容器(MLCCs)中具有广阔的应用前景。近年来，随着电子器件向小型化和多功能化发展，对具有薄介电层和超高容量的MLCCs的需求显著增加，进而对钛酸钡粉体的晶体特性和粒径提出了更高的要求。本文通过简单的一步水热法合成了高四方性、形貌良好、粒径小的四方相钛酸钡，系统探究了溶剂种类对钛酸钡粉体的晶体结构、形貌特征、粒径分布等特性的影响规律。结果表明，在纯水、甲醇/水混合溶剂、乙醇/水混合溶剂、异丙醇/水混合溶剂条件下均能合成形貌良好的高纯度四方相钛酸钡粉体。四方性随内孔孔径的增大而减小，可以说明内孔缺陷的存在在一定程度上抑制了钛酸钡的四方性。在纯水中合成的钛酸钡颗粒尺寸最大，向反应介质中加入一元醇（甲醇、乙醇、异丙醇）后，粒径分布范围变窄，平均粒径均有所减小，并且按照异丙醇、乙醇和甲醇的顺序减小。最后，结合钛酸钡粉体的晶体特性和粒径形貌特性，确定了乙醇/水混合溶剂为一步水热法合成四方相钛酸钡的最佳溶剂条件，在此条件下合成的四方相钛酸钡具有1.0088的高四方性、良好的球形形貌、82 nm的小平均粒径，在多层陶瓷电容器中具有很大的实际应用前景。
研究论文
锰取代磁铁矿铁磁流体的结构、磁性和抗菌性能
Blessy Babukutty, Deepalekshmi Ponnamma, Swapna S. Nair, Jiya Jose, Saritha G. Bhat, and Sabu Thomas
2023, 30(7): 1417-1426. doi: 10.1007/s12613-022-2594-1
中文摘要(701) PDF(50) SpringerLink
摘要:
本文通过化学共沉淀法制备了MnxFe1−xFe2O4 (x = 0–0.8)锰取代磁铁矿铁磁流体(FFs)。FF纳米材料的抑菌活性的控制生长是具有挑战性的，因此，很少有关于该研究的报道。本文研究的重点是用四甲基氢氧化铵表面活性剂稳定水相FFs，以达到高均匀性。形态表征和结构研究中可以明显看出由化学反应和纳米晶体特性形成的5–11纳米纳米颗粒。根据Mn取代的含量，分析了Mn取代磁性FFs的结构、功能和抗菌性能。光学研究表明，Mn2+取代的MnxFe1−xFe2O4具有较高的蓝移，理论光学带隙与Mn含量密切相关。取代的FFs的超顺磁性质导致零矫顽力和剩磁，从而影响颗粒大小、阳离子分布和自旋倾斜。FFs的结构和功能性能与抑菌活性相关，研究最终表明MnxFe1−xFe2O4 FFs的抑菌区形成率最高。

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