过渡金属氧化物电子自旋磁矩的调控及其对微波诱导氧化降解的影响研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuzy0909
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本论文主要研究3d电子自旋磁矩与微波损耗机理、微波诱导降解机理之间的联系。为了进一步探究自旋磁矩对微波诱导氧化降解的影响,本论文合成了一系列采用Zn2+和Al3+分别类质同象替代M2+(M:Co、Fe、Mn)和M3+(M:Co、Fe、Mn)的三种尖晶石型结构过渡金属氧化物。通过对其结构调控,研究成分、形貌对微波诱导氧化降解性能的影响。通过测定微波吸收性能、介电损耗和磁损耗以及一系列微波诱导尖晶石氧化物降解四环素的实验对比,研究并揭示3d电子自旋磁矩对微波损耗机理与微波诱导降解机理之间关系。主要结论如下:(1)采用水热-煅烧法成功制备了钴氧化物,以及采用水热法直接合成了铁氧化物和锰氧化物。结果表明:Zn2+和Al3+分别成功掺杂到M3O4(M:Co、Fe、Mn)的晶格中,晶系和空间群均未发生变化。对于Co3O4,Zn2+的掺杂未改变形貌,均为直径在6-7μm左右的球状颗粒,Al3+的掺杂使形貌变为边长为7-9μm的正方体块状颗粒。对于Fe3O4,Al3+的掺杂未改变形貌,均为直径在400nm左右球状颗粒,Zn2+的掺杂使直径减小到100nm左右。对于Mn3O4,Zn2+的掺杂未改变形貌,均为尺寸均一八面体颗粒,Al3+的掺杂使形貌逐渐变为鱼样的片层状。(2)微波诱导Co3O4、Fe3O4降解四环素的降解量分别可达47.7mg/g、47.8mg/g,Zn2+对其微波诱导降解效果无影响,Al3+降低了微波降解速率,延长了平衡时间。微波诱导Mn3O4降解四环素的降解量可达42.81mg/g,Zn2+降低了降解速率,减少了降解量,延长了平衡时间,Al3+对其微波诱导降解效果无影响。(3)钴、铁、锰三种氧化物的微波吸收性能的强弱次序与各自电子自旋磁矩的大小相一致,三种氧化物的电子自旋磁矩与微波降解和微波吸收性能呈现正相关。
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