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氮化铁(α″-Fe_(16)N_2)的制备与磁性研究 被引量:2
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作者 孙洪国 秦汝虎 +2 位作者 黄小平 周忠祥 张海丰 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 CAS 2006年第4期567-568,580,共3页
对含有α″-Fe16N2相的块状铁氮合金的制备和磁特性进行了研究.利用NH3和H2的混合气体通入铁粉在高温下进行加热,然后通过淬火至低温,再经回火处理,形成一种新相,即α″-Fe16N2.X射线衍射分析表明,制得的相不是纯相,α″-Fe16N2样品中... 对含有α″-Fe16N2相的块状铁氮合金的制备和磁特性进行了研究.利用NH3和H2的混合气体通入铁粉在高温下进行加热,然后通过淬火至低温,再经回火处理,形成一种新相,即α″-Fe16N2.X射线衍射分析表明,制得的相不是纯相,α″-Fe16N2样品中都含有γ-Fe(N)(奥氏体氮化铁),α′-Fe(N)(马氏体氮化铁)和α″-Fe16N2这三种成分.从振动样品磁强计测量结果中可以看出,所有样品的饱和磁矩都不是很大,并且发现样品的磁饱和感应强度随着γ-Fe(N)的含量减少而增大,随着α″-Fe16N2含量的增加而增大. 展开更多
关键词 氮化铁 低温淬火 α″-Fe16N2 磁饱和感应强度
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3D-ordered macroporous N-doped carbon encapsulating Fe-N alloy derived from a single-source metal-organic framework for superior oxygen reduction reaction 被引量:2
2
作者 Ya-Ru Lv Xue-Jing Zhai +3 位作者 Shan Wang Hong Xu Rui Wang Shuang-Quan Zang 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第3期490-500,共11页
Fe-N compounds with excellent electrocatalytic oxygen reduction activity are considered to be one of the most promising non-precious metal materials for fuel cells.Fe-N compounds with excellent electrocatalytic oxygen... Fe-N compounds with excellent electrocatalytic oxygen reduction activity are considered to be one of the most promising non-precious metal materials for fuel cells.Fe-N compounds with excellent electrocatalytic oxygen reduction activity are considered to be one of the most promising non-precious metal materials for fuel cells,which focuses on the Fe-N4 single-atom catalysts and the iron nitride materials(such as Fe2N and Fe3N).A hybridized catalyst having a hierarchical porous structure with regular macropores could enable the desired mass transfer efficiency in the catalytic process.In this study,we have constructed a new type of hybrid catalyst having iron and iron-nitrogen alloy nanoparticles(Fe-N austenite,termed as Fe-NA)embedded in the three-dimensional ordered macroporous N-doped carbon(3DOM Fe/Fe-NA@NC)by direct pyrolysis of single-source dicyandiamide-based iron metal-organic frameworks.The as-synthesized composites preserve the hierarchical porous carbon framework with ordered macropores and high specific surface area,incorporating the uniformly dispersed iron/iron-nitrogen austenite nanoparticles.Thereby,the striking architectural configuration embedded with highly active catalytic species delivers a superior oxygen reduction activity with a half-wave potential of 0.88 V and a subsequent superior Zn-air battery performance with high open-circuit voltage and continuous stability as compared to those using a commercial 20%Pt/C catalyst. 展开更多
关键词 Metal-organic framework Single-source precursor Oxygen reduction reaction iron-nitrogen alloy
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One-pot pyrolysis route to Fe−N-Doped carbon nanosheets with outstanding electrochemical performance as cathode materials for microbial fuel cell 被引量:1
3
作者 Yong Sun Zezhen Zhang +1 位作者 Yongming Sun Gaixiu Yang 《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》 SCIE EI CAS 2020年第6期207-214,共8页
The naturally lackadaisical kinetics of oxygen reduction reaction(ORR)in the cathode is one of the important factors that restrict the development of air-cathode microbial fuel cells(MFCs).In this work,the iron-nitrog... The naturally lackadaisical kinetics of oxygen reduction reaction(ORR)in the cathode is one of the important factors that restrict the development of air-cathode microbial fuel cells(MFCs).In this work,the iron-nitrogen-carbon hierarchically nanostructured materials had been successfully fabricated by pyrolyzing glucose,iron chloride,and dicyandiamide with the aim of solving the issue.The obtained catalyst with an ultrathin nanostructure demonstrated an idiosyncratic electrocatalytic activity caused by the high content introduction of nitrogen and iron atoms,large surface area,which will offer sufficient active sites for improving the charge/mass transfer and reducing the diffusion resistance.Furthermore,with the increase of N dopant in the catalyst,better ORR catalytic activity could be achieved.Illustrating the N doping was beneficial to the ORR process.The high content of N,BET surface area caused by the N increasing could be responsible for the superior performance according to results of X-Ray photoelectron spectroscopy(XPS),Raman and Brunner-Emmet-Teller(BET)analysis.The ORR on the Fe-N3/C material follows 4e−pathway,and MFCs equipped with Fe-N3/C catalyst achieved a maximum power density(MPD)of 912 mW/m2,which was 1.1 times of the MPD generated by the commercial Pt/C(830 mW/m2).This research not only provided a feasible way for the fabrication of Pt-free catalyst towards oxygen reduction but also proposed potential cathode catalysts for the development of MFCs. 展开更多
关键词 one-pot pyrolysis route Fe−N-Doped carbon nanosheets microbial fuel cells iron-nitrogen co-doping carbon based catalyst electrochemical performance cathode materials
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铁、氮共掺杂二氧化钛薄膜的亲水性能 被引量:23
4
作者 黄东升 曾人杰 +1 位作者 陈朝凤 李玉花 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1037-1041,共5页
采用溶胶-凝胶法制备了铁掺杂TiO2(Fe-TiO2)薄膜,将Fe-TiO2薄膜放置氨气气氛中高温处理,形成铁、氮共掺杂TiO2(Fe/N-TiO2)薄膜.通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis法进行吸收光谱分析及薄膜表面亲水接触角分析,研究了铁、氮掺杂浓度,热处理温度... 采用溶胶-凝胶法制备了铁掺杂TiO2(Fe-TiO2)薄膜,将Fe-TiO2薄膜放置氨气气氛中高温处理,形成铁、氮共掺杂TiO2(Fe/N-TiO2)薄膜.通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis法进行吸收光谱分析及薄膜表面亲水接触角分析,研究了铁、氮掺杂浓度,热处理温度,膜厚等因素对薄膜亲水性能的影响.结果表明,Fe/N-TiO2(0.5%Fe,摩尔百分数)显示出更佳的亲水性能,在可见光下优势尤为明显.铁掺杂主要作用是降低电子和空(的复合几率,氮掺杂可以增强TiO2薄膜在可见光区的吸收,两种效应相互结合,共同提高了薄膜在可见光下的亲水性能. 展开更多
关键词 溶胶-凝胶法 铁、氮共掺杂 二氧化钛 亲水性
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Fe,N共掺杂TiO_2/SiO_2复合材料的制备及光催化性能 被引量:14
5
作者 赵芳 倪刚 +1 位作者 赵雅琼 李媛媛 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期802-807,共6页
采用溶胶—凝胶法制备了掺杂不同量Fe,N的TiO2/SiO2复合纳米粒子。通过红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜等对制备的样品的结构和形貌进行表征。以甲基橙水溶液的光催化降解为模拟反应,在紫外光照射下评价了样品的光催化活性。结果表... 采用溶胶—凝胶法制备了掺杂不同量Fe,N的TiO2/SiO2复合纳米粒子。通过红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜等对制备的样品的结构和形貌进行表征。以甲基橙水溶液的光催化降解为模拟反应,在紫外光照射下评价了样品的光催化活性。结果表明:Fe,N共掺杂TiO2/SiO2为核壳结构,SiO2核与TiO2壳间形成了Ti—O—Si键。由于金属Fe3+离子抑制光生载流子的复合,非金属N降低了TiO2/SiO2的带隙能,Fe,N共掺杂的协同作用使复合TiO2/SiO2具有更好的光催化性能。共掺杂0.05%Fe及0.05%N的TiO2/SiO2复合光催化粒子的催化活性最高,光照1h后对甲基橙的降解率提高到52%。 展开更多
关键词 二氧化钛 二氧化硅 核壳结构 铁与氮共掺杂 光催化降解 溶胶-凝胶法
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Iron-chelated hydrogel-derived bifunctional oxygen electrocatalyst for high-performance rechargeable Zn-air batteries 被引量:7
6
作者 Fanlu Meng Haixia Zhong +1 位作者 Junmin Yan Xinbo Zhang 《Nano Research》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第12期4436-4447,共12页
Efficient oxygen electrocatalysts are the key elements of numerous energy storage and conversion devices, including fuel cells and metal-air batteries. In order to realize their practical applications, highly efficien... Efficient oxygen electrocatalysts are the key elements of numerous energy storage and conversion devices, including fuel cells and metal-air batteries. In order to realize their practical applications, highly efficient and inexpensive non-noble metal-based oxygen electrocatalysts are urgently required. Herein, we report a novel iron-chelated urea-formaldehyde resin hydrogel for the synthesis of Fe-N-C electrocatalysts. This novel hydrogel is prepared using a new instantaneous (20 s) one-step scalable strategy, which theoretically ensures the atomic-level dispersion of Fe ions in the urea-formaldehyde resin, guaranteeing the microstructural homogeneity of the electrocatalyst. Consequentl~ the prepared electrocatalyst exhibits higher catalytic activity and durability in the oxygen reduction (ORR) and evolution (OER) reactions than the commercial Pt/C catalyst. Furthermore, the above catalyst also shows a much better performance in rechargeable Zn-air batteries, including higher power density and better cycling stability. The developed synthetic approach opens up new avenues toward the development of sustainable active electrocatalysts for electrochemical energy devices. 展开更多
关键词 HYDROGEL iron-nitrogen-doped carbon BIFUNCTIONAL oxygen reduction reaction(ORR) oxygen evolution reaction(OER) Zn-air batteries
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化学镀Fe-N合金薄膜的研究 被引量:5
7
作者 吉云秀 许阳 +1 位作者 公维民 高玉周 《电镀与精饰》 CAS 2005年第4期33-35,共3页
鉴于铁-氮合金薄膜具有优良的软磁性能,以铜片为基体,在碱性条件下制得化学镀铁-氮合金薄膜;并确定了最佳工艺条件:硫酸亚铁铵4g/L、氯化亚铁12g/L、酒石酸钾钠12g/L、水合肼60g/L、pH为12、温度85~90℃;通过X-射线衍射及扫描电镜对镀... 鉴于铁-氮合金薄膜具有优良的软磁性能,以铜片为基体,在碱性条件下制得化学镀铁-氮合金薄膜;并确定了最佳工艺条件:硫酸亚铁铵4g/L、氯化亚铁12g/L、酒石酸钾钠12g/L、水合肼60g/L、pH为12、温度85~90℃;通过X-射线衍射及扫描电镜对镀样的形貌、成分进行初步分析,结果表明化学镀铁-氮合金薄膜是可行的。 展开更多
关键词 铁-氮薄膜 化学镀 软磁性能
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铁氮共掺杂TiO_2光催化剂的制备及光催化性能 被引量:7
8
作者 董刚 朱忠其 柳清菊 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1989-1992,1997,共5页
采用溶胶-凝胶法与微波合成法相结合制备铁氮共掺杂的TiO2光催化剂。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL等对Fe-N-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察经不同温度热处理及不同掺铁量的样品对MB的降解效果。结果表明所... 采用溶胶-凝胶法与微波合成法相结合制备铁氮共掺杂的TiO2光催化剂。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL等对Fe-N-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察经不同温度热处理及不同掺铁量的样品对MB的降解效果。结果表明所制备的样品在700℃热处理5h后为锐钛矿相与金红石相混晶,样品的吸收阈值波长向可见光红移约45nm。铁氮共掺杂抑制了样品从锐钛矿相向金红石相的转变,提高了TiO2的光催化活性。在普通日光灯下,热处理温度为600℃、掺铁量与TiO2摩尔比为1︰200条件下制备的样品,其光催化活性明显高于Degussa P25。 展开更多
关键词 Fe-N共掺杂 纳米TIO2 光催化
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聚苯胺衍生Fe-N-C催化剂在碱性电解质中对氧还原反应的催化性能(英文) 被引量:7
9
作者 严祥辉 张贵荣 徐柏庆 《催化学报》 CSCD 北大核心 2013年第11期1992-1997,共6页
经过热解聚苯胺、碳和FeCl3的混合物制备的Fe-N-C材料在酸性电解质中对氧还原反应表现出高的催化活性;由于材料中不存在任何贵金属,因而被认为是一类新型非贵金属氧还原催化剂.然而这类催化剂在碱性电解质中催化氧还原反应的性能如何尚... 经过热解聚苯胺、碳和FeCl3的混合物制备的Fe-N-C材料在酸性电解质中对氧还原反应表现出高的催化活性;由于材料中不存在任何贵金属,因而被认为是一类新型非贵金属氧还原催化剂.然而这类催化剂在碱性电解质中催化氧还原反应的性能如何尚不清楚.本文使用旋转圆盘电极技术考察了制备的两个Fe-N-C催化剂在KOH水溶液中催化氧还原反应性能,发现这两个催化剂表现出比无金属的N掺杂碳材料更高的活性.与商业Pt/C催化剂相比,它们催化氧还原反应的起始电势和半波电势分别仅低60和40 mV左右,计时电流测试表明,它们比Pt/C催化剂显示出更好的稳定性.此外,在这两个Fe-N-C催化剂上的氧还原反应主要遵循四电子途径.本工作显示,Fe-N-C材料有望用于碱性燃料电池氧还原反应催化剂. 展开更多
关键词 铁-氮-碳 氧还原反应 阴极催化剂 聚苯胺 铁掺杂 碱性电解质
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铁作用下土壤氮素化学转化过程的研究进展 被引量:7
10
作者 王娅静 刘晶 郭景恒 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期95-99,共5页
土壤中氮素的转化过程是氮素生物地球化学循环的关键环节,与当前诸多生态环境问题密切相关。传统观点认为土壤氮素转化过程须在微生物的参与下完成,但越来越多的研究发现化学过程同样发挥着重要的作用。目前相关研究多以铁作为氮素化学... 土壤中氮素的转化过程是氮素生物地球化学循环的关键环节,与当前诸多生态环境问题密切相关。传统观点认为土壤氮素转化过程须在微生物的参与下完成,但越来越多的研究发现化学过程同样发挥着重要的作用。目前相关研究多以铁作为氮素化学转化过程的电子供体或受体,并按照氮素的电子得失与去向将其划分为化学反硝化、化学硝化和化学固定过程。本研究以铁-氮之间氧化还原的耦合过程为基础对土壤中氮素化学转化的相关研究进行综合评述,着重探讨了土壤pH、固相界面、有机物浓度以及氮素水平等因素对该过程的影响机制。在此基础上,对相关工作提出建议与展望以供后续研究参考。 展开更多
关键词 土壤 氮素 硝化 化学固定 铁-氮耦合
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稀土-铁-氮化合物Sm_2(FeM)N_x永磁材料 被引量:5
11
作者 杨俊 张茂才 +4 位作者 马德青 万慧 李佛标 王润 周寿增 《功能材料》 EI CAS CSCD 1992年第2期77-82,共6页
采用机械破碎与氢破碎和氮化处理方法制得了Sm_2Fe_(17)N_x化合物粉末和粉末压结体,研究了金属钐含量。过渡族元素(M=Co、Cr、V、Zr)部分取代铁对粉末压结体磁性能的影响和Sm_2Fe_(17)N_x化合物的稳定性。结果表明,铬能显著提高粉末的... 采用机械破碎与氢破碎和氮化处理方法制得了Sm_2Fe_(17)N_x化合物粉末和粉末压结体,研究了金属钐含量。过渡族元素(M=Co、Cr、V、Zr)部分取代铁对粉末压结体磁性能的影响和Sm_2Fe_(17)N_x化合物的稳定性。结果表明,铬能显著提高粉末的矫顽力,而钒能够改善退磁曲线方形度。低于600℃Sin_2(Fe_(1-y) M_y _(17)N_x粉末在真空、氩气、氮气中是稳定的;高于600℃Sm_2Fe_(17)N_x化合物将发生分解。 展开更多
关键词 永磁材料 稀土化合物 稳定性
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活性炭纤维基Fe-N-TiO_2复合材料的制备及表征 被引量:7
12
作者 曹陈华 郭晓玲 +1 位作者 冯亚明 申国栋 《西安工程大学学报》 CAS 2017年第3期293-299,321,共8页
为解决纳米TiO_2在光催化处理纺织印染废水中可见光利用率低、粉体难回收的问题,采用溶胶-凝胶法制备Fe-N-TiO_2可见光催化剂;以黏胶基活性碳纤维(ACF)毡为负载基体,用浸渍负载法制备Fe-N-TiO_2负载活性炭纤维光催化复合材料(Fe-N-TiO_2... 为解决纳米TiO_2在光催化处理纺织印染废水中可见光利用率低、粉体难回收的问题,采用溶胶-凝胶法制备Fe-N-TiO_2可见光催化剂;以黏胶基活性碳纤维(ACF)毡为负载基体,用浸渍负载法制备Fe-N-TiO_2负载活性炭纤维光催化复合材料(Fe-N-TiO_2/ACF).利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)、X-射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)表征Fe-N-TiO_2/ACF的晶相组织和纤维结构;以弱酸性红RN染液为目标降解物,测试材料的光催化性能.结果表明,在硝酸铁、尿素、钛酸丁酯的质量摩尔比为1.25∶400∶100,煅烧温度为400℃时,所制复合材料中Fe-N-TiO_2晶粒均为锐钛矿相,平均粒径17.1nm,且均匀分布在ACF表面,其吸收边带红移至528nm,禁带宽度减小到2.35eV.在300 W金卤灯照射下,光催化反应180min,0.12g Fe-N-TiO_2/ACF复合材料对100mL质量浓度为5mg/L弱酸性红RN染液的降解率达98.7%,远高于单一光催化剂的降解率. 展开更多
关键词 纳米TIO2 氮共掺杂 可见光催化 活性炭纤维 复合材料
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Anchoring Iron-EDTA Complex on Graphene toward the Synthesis of Highly Efficient Fe-N-C Oxygen Reduction Electrocatalyst for Fuel Cells 被引量:4
13
作者 Zhi-Wen Chang Fan-Lu Meng +1 位作者 Hai-Xia Zhong Xin-Bo Zhang 《Chinese Journal of Chemistry》 SCIE CAS CSCD 2018年第4期287-292,共6页
Developing nonprecious carbon electrocatalysts as alternatives to platinum for cathodic oxygen reduction reaction in fuel cells is of signifi- cance. Herein, an efficient precursor-controlled synthesis strategy based ... Developing nonprecious carbon electrocatalysts as alternatives to platinum for cathodic oxygen reduction reaction in fuel cells is of signifi- cance. Herein, an efficient precursor-controlled synthesis strategy based on extremely rapid nucleation and deposition process assisted by the liquid nitrogen freeze drying method is explored to anchor cheap iron-EDTA complex evenly dispersed on graphene to realize mJcrostructural homogeneity of the derived Fe-N-C oxygen reduction electrocatalyst. The prepared electrocatatyst possesses excellent performance including high activity with more positive onset and half-wave potential, a long-term stability, and anti-poisoning effect compared to commercial Pt/C. The activity correlates well with the unique sheet-shaped morphology, high surface area, hierarchical porous structure, and the introduction of Fe-Nx/C species. Especially, both the assembled practical alkaline and acid fuel cells based on the synthesized cathode catalysts reveal excellent performance with high open-circuit voltage and power density. 展开更多
关键词 iron-EDTA complex iron-nitrogen-doping carbon porous nanosheets oxygen reduction reaction fuel cells
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钢渣强化铁氮多孔碳活化过硫酸盐降解四环素 被引量:3
14
作者 陈爱侠 雷婵娟 +3 位作者 田铮 卫潇 王宁 杨旭麟 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2853-2863,共11页
通过机械球磨法将由木屑一步热解制成的铁氮多孔碳(PC-_(Fe,N))与钢渣(SS)结合得到一种新型磁性铁氮多孔碳/钢渣复合材料(PC-_(Fe,N)/SS),并用其活化过硫酸盐(PMS)降解四环素(TC).结果表明,在TC初始浓度为20mg/L,PMS和催化剂用量为0.50g... 通过机械球磨法将由木屑一步热解制成的铁氮多孔碳(PC-_(Fe,N))与钢渣(SS)结合得到一种新型磁性铁氮多孔碳/钢渣复合材料(PC-_(Fe,N)/SS),并用其活化过硫酸盐(PMS)降解四环素(TC).结果表明,在TC初始浓度为20mg/L,PMS和催化剂用量为0.50g/L,pH值为7.0时,PC-_(Fe,N)/SS/PMS体系在30min内对TC的降解率达87.50%,主要是因为KHCO_(3)和N掺杂改善了多孔碳的表面孔隙结构和内部电子结构,为PMS提供了更多的反应位点;球磨法协同PC-_(Fe,N)和SS的功能优势,同时减少了材料表面铁纳米颗粒的团聚现象,促进了PMS活化和TC的降解.VSM和XPS表征结果表明,材料的饱和磁化强度为28.93emu/g,有利于分离回收;Fe0和Fe^(2+)在降解TC过程中发挥重要作用.自由基淬灭实验与电子顺磁共振(EPR)测试结果揭示了PC-_(Fe,N)/SS/PMS体系降解TC的主要活性物种是硫酸根自由基(SO_(4)^(·-)). 展开更多
关键词 多孔碳 铁氮共掺杂 机械球磨法 四环素 催化降解 过硫酸盐
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一步法制备铁氮掺杂碳点荧光探针用于测定丙酮酸 被引量:1
15
作者 石晓冉 赵慧 +2 位作者 张涵 李群芳 娄方明 《分析试验室》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期314-321,共8页
以邻苯二甲酸为前体,三乙烯二胺为氮源,氯化血红素为铁源,采用一步微波法制备了荧光量子产率约20.8%的新型铁氮掺杂碳点(Fe,N@CDs),并对其形貌、组成及发光性能进行了研究。Fe,N@CDs在425 nm激发波长下能够发射出500 nm的绿色荧光。基于... 以邻苯二甲酸为前体,三乙烯二胺为氮源,氯化血红素为铁源,采用一步微波法制备了荧光量子产率约20.8%的新型铁氮掺杂碳点(Fe,N@CDs),并对其形貌、组成及发光性能进行了研究。Fe,N@CDs在425 nm激发波长下能够发射出500 nm的绿色荧光。基于Fe,N@CDs的荧光猝灭作用,建立了对丙酮酸定量测定的方法。在50~350μmol/L范围内,Fe,N@CDs的荧光猝灭程度与丙酮酸浓度呈良好的线性关系,相关系数R2=0.998,检出限(LOD)为16.7μmol/L。该方法成功应用于胎牛血清蛋白中丙酮酸含量的检测,回收率范围为99.3%~103.4%。 展开更多
关键词 铁氮掺杂量子点 荧光 丙酮酸 一步微波法
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铁氮共改性MCM-41活化过硫酸盐去除地下水中1,2-二氯乙烷
16
作者 孟宪荣 闫兴雨 +2 位作者 魏晨军 施维林 许伟 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期265-274,共10页
采用一步水热法将氨基(—NH_(2))和铁(Fe)共同引入到介孔材料MCM-41中,合成改性介孔材料Fe-NH_(2)-MCM-41,构建Fe-NH_(2)-MCM-41/过二硫酸盐(persulfate,PDS)体系去除水中1,2-二氯乙烷(1,2-DCA).利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD... 采用一步水热法将氨基(—NH_(2))和铁(Fe)共同引入到介孔材料MCM-41中,合成改性介孔材料Fe-NH_(2)-MCM-41,构建Fe-NH_(2)-MCM-41/过二硫酸盐(persulfate,PDS)体系去除水中1,2-二氯乙烷(1,2-DCA).利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积测试法和傅里叶红外(FTIR)对材料进行表征,考察了PDS投加节点、pH、阴离子和腐殖酸对Fe-NH_(2)-MCM-41/PDS体系去除1,2-DCA的影响,并利用电子自旋共振(EPR)和自由基猝灭实验确定反应活性物种,揭示反应机理.结果显示:—NH_(2)和Fe的引入均使材料具有了PDS活化能力,而—NH_(2)和Fe同时引入则进一步强化了材料的活化性能,使1,2-DCA去除率提高了37.3%.Fe-NH_(2)-MCM-41/PDS体系对pH具有较宽的适用范围,在pH为3~9范围内对1,2-DCA去除率稳定在55%左右.该体系还具有良好的抗离子干扰能力,地下水常见阴离子在较低和较高浓度条件下均对Fe-NH_(2)-MCM-41/PDS体系去除1,2-DCA影响较小,Cl-具有轻微促进作用,NO_(3)-、SO_(4)^(2−)呈轻微抑制作用;腐殖酸(HA)浓度较高时才抑制1,2-DCA的降解,地下水中HA(浓度一般为0.1~10 mg·L^(-1))不足以对Fe-NH_(2)-MCM-41/PDS体系降解1,2-DCA起到明显的抑制作用.自由基及EPR测试证明Fe-NH_(2)-MCM-41/PDS体系降解1,2-DCA主要机制为自由基反应机制,主要活性物种为S0_(4)^(·-)、·OH和O_(2)^(·-). 展开更多
关键词 MCM-41 铁氮共改性 高级氧化技术 过硫酸盐 1 2-二氯乙烷
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多级孔铁氮掺杂生物炭催化剂的制备及性能
17
作者 林逸宁 葛强 +5 位作者 万金泉 朱丛韵 王艳 周贤波 刘宽勇 刘和芳 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期546-553,共8页
在水稻秸秆基铁氮掺杂生物炭粉末催化剂的基础上,制备了多级孔铁氮掺杂生物炭成型固体催化剂,探讨了其成型工艺,对其进行了表征,并对其活化过硫酸盐降解有机污染物的性能进行了评价,为铁氮掺杂生物炭催化剂的工业放大提供参考。该方法... 在水稻秸秆基铁氮掺杂生物炭粉末催化剂的基础上,制备了多级孔铁氮掺杂生物炭成型固体催化剂,探讨了其成型工艺,对其进行了表征,并对其活化过硫酸盐降解有机污染物的性能进行了评价,为铁氮掺杂生物炭催化剂的工业放大提供参考。该方法制备的成型球体催化剂具有良好的力学性能、丰富的多级孔结构、极低的铁离子浸出,可在宽pH范围内有效去除实际废水COD以及三氯苯酚(TCP)、双酚A(BPA)等有机污染物,可通过浸渍和热处理再生。吸附60 min、降解100 min后,COD、TCP、BPA的去除率分别可达46.85%、63.62%、90.18%。Fe^(2+)、Fe^(0)能够活化过硫酸盐产生·OH、SO_(4)^(-)·、·O_(2)^(-)和^(1)O_(2)降解有机污染物,Fe—N、C=O、O=C—OH和π→π^(*)位点作为电子供体,氧化态N作为电子受体。 展开更多
关键词 铁氮掺杂生物炭 催化剂成型 过硫酸盐高级氧化 造孔
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铁氮共掺杂生物炭催化过硫酸盐非均相深度处理造纸废水 被引量:2
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作者 冉虎 万金泉 +2 位作者 张华林 葛强 王艳 《中国造纸》 CAS 北大核心 2023年第7期41-48,共8页
本研究以麦草秸秆为原料,通过水合热解法制备铁氮共掺杂生物炭(Fe-NBC),将其作为催化剂应用于过硫酸盐非均相高级氧化反应体系,处理造纸废水二沉池出水。结果表明,Fe-NBC表面孔隙丰富,在热解过程中生成石墨C、Fe、Fe-N和Fe-C;同时生成吡... 本研究以麦草秸秆为原料,通过水合热解法制备铁氮共掺杂生物炭(Fe-NBC),将其作为催化剂应用于过硫酸盐非均相高级氧化反应体系,处理造纸废水二沉池出水。结果表明,Fe-NBC表面孔隙丰富,在热解过程中生成石墨C、Fe、Fe-N和Fe-C;同时生成吡啶N、石墨N和吡咯N等,能够高效催化过硫酸盐产生氧化自由基,有效降低废水生化出水的COD浓度。在过硫酸盐用量4 mmol/L及FeNBC用量0.4 g/L、催化降解120 min时,COD_(Cr)从(123±1) mg/L降至(58±1) mg/L,去除率为52%。FeNBC经4次处理回用后,催化活性变化不大,仍保持对COD较高的去除率。 展开更多
关键词 铁氮共掺杂生物炭 过硫酸盐 非均相 造纸废水
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生物质基铁/氮共掺杂多孔炭的制备及其活化过一硫酸盐催化降解罗丹明B 被引量:1
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作者 吴锋振 刘志炜 +5 位作者 谢文杰 游雅婷 赖柔琼 陈燕丹 林冠烽 卢贝丽 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期3292-3301,共10页
丝瓜络具有天然的三维多孔结构,是制备生物质基杂原子掺杂多孔炭的理想前体。本文以丝瓜络为碳源、尿素为氮源、九水硫酸铁为铁源,经简单的浸渍、高温炭化,成功制备了铁/氮共掺杂多孔炭(Fe@NC),通过SEM、XRD、BET和Raman等表征结果表明... 丝瓜络具有天然的三维多孔结构,是制备生物质基杂原子掺杂多孔炭的理想前体。本文以丝瓜络为碳源、尿素为氮源、九水硫酸铁为铁源,经简单的浸渍、高温炭化,成功制备了铁/氮共掺杂多孔炭(Fe@NC),通过SEM、XRD、BET和Raman等表征结果表明:制备的铁/氮共掺杂多孔炭保持了生物质前体的多孔结构,Fe/N共掺杂有利于提高碳材料的比表面积和缺陷程度。进一步研究发现所制备的Fe@NC作为催化剂可以活化过一硫酸盐(PMS),实现罗丹明B(RhB)的有效降解,详细考察了炭化温度、PMS浓度、多孔炭投加量、溶液初始pH、阴离子和腐殖酸对RhB去除率的影响。结果表明:在优化的条件下,Fe@NC-800/PMS体系在20min内对RhB去除率达到99.9%,其反应速率常数分别为Fe@C-800/PMS、NC-800/PMS和C-800/PMS反应体系的2.5倍、12.7倍和22.7倍。抑制实验和EPR分析结果表明,Fe@NC-800/PMS体系中的主要活性物种为SO_(4)^(·-)、·OH和^(1)O_(2),RhB的降解是通过自由基和非自由基途径协同作用实现的。此外,循环实验表明Fe@NC-800具有良好的重复利用性,且能够有效抑制金属浸出。 展开更多
关键词 生物质 铁/氮共掺杂 过一硫酸盐 催化剂 降解 染料
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铁氮共掺杂介孔碳材料的简易制备及其氧还原反应催化性能 被引量:1
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作者 杨代辉 孙甜 +2 位作者 田合鑫 史晓斐 马东伟 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1309-1315,I0006,共8页
氧还原反应(ORR)是燃料电池阴极重要的电化学反应过程,其自发反应进程缓慢,对氧还原反应起高效催化作用的催化剂面临价格昂贵、合成流程复杂、污染环境等问题,因此探索合成简单、环境友好的氧还原催化剂制备方法具有重要意义。铁氮共掺... 氧还原反应(ORR)是燃料电池阴极重要的电化学反应过程,其自发反应进程缓慢,对氧还原反应起高效催化作用的催化剂面临价格昂贵、合成流程复杂、污染环境等问题,因此探索合成简单、环境友好的氧还原催化剂制备方法具有重要意义。铁氮共掺杂介孔碳材料(Fe-N/MC)是一种有巨大应用价值的非贵金属氧还原反应催化剂。本工作通过在马弗炉中的半封闭体系内高温碳化小分子前驱体得到介孔碳材料(MC_(M)),再把获得的MC_(M)与铁盐混合在管式炉中高温处理制备得到铁氮共掺杂介孔碳材料(Fe-N/MC_(MT))。该方法热解条件简单,无需模板剂和NH_(3)、HF等有毒物质。由于MC_(M)含有较高的氮和氧元素,有利于提升介孔碳材料表面的亲水性和配位能力,通过MCM和铁盐制备出的Fe-N/MCMT含有丰富的、催化ORR的Fe-N_(x)活性位点,其起始电位和半波电位分别为0.941和0.831 V(vs RHE),比商业化Pt/C催化剂的起始电位和半波电位分别正34和16 mV。氧还原反应按照反应过程分为二电子过程和四电子过程,Fe-N/MC_(MT)和Pt/C的转移电子数分别为3.77和3.91,表明具有四电子反应过程。 展开更多
关键词 铁氮共掺杂介孔碳 氧还原反应 半封闭体系 催化剂
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