在另一方面,电子技术的迅猛发展,电子产品如电脑、手机等通讯工具的广泛普及,使 得不同波长的电磁波充斥于大气空间里,我们完全深陷在电磁波的囹圄中,其产生的电磁污 染己经被认为第四大污染,由此可见电磁污染问题也是迫在眉睫,己经开始影响到居民正常

的生活生产[3-6]。科学家们致力于研究出一类性能优良的吸波材料,相对于当前情况,微波吸 收方面的研究关键还是在于制备出吸收率高、涂层薄、吸收频带宽、质量轻、耐高温、抗磨 蚀及成本低的微波吸收材料。纳米铁酸盐如 ZnFe2O4 作为一种性能优良的吸波剂,它具有卓 越的吸波性能【7】。因此,在吸波方面,对纳米铁酸盐的研究也有良好的前景。

综上,无论是在光催化降解水中有机污染物方面还是在治理电磁污染吸收不必要的电磁 波方面,纳米铁酸锌(ZnFe2O4)都有着优良的效用,这也造就了近些年来铁酸盐研究方面逐 渐成为大家的热点。

1。2  ZnFe2O4 的结构与性能

1。2。1 ZnFe2O4 的结构

一般来讲,ZnFe2O4 可以看成是 ZnO 与 Fe2O3 反应后所得到原子重组产物,ZnFe2O4 的晶 格结构为尖晶石型,与天然的镁锌矿(主要成分为 MgAl2O4)为同一晶型,隶属立方晶系,

2+ 3+ 2-

空间群为 Fd3m。它的晶胞单元由 8 个小立方体组成,表达式为 Zn8

。其一个单胞

内含有 56 个离子,具体数量为:Zn 离子 8 个,Fe 离子 16 个,O 离子 32 个【8】。在正尖晶石 结构的 ZnFe2O4 的晶胞中,O 原子按照面心立方的结构排布,而将相邻的氧原子连接起来可 以得到八面体或者四面体,其中,Zn 离子占据四面体的中心,O 原子占据八面体中心。ZnFe2O4 有正尖晶石和反尖晶石两种类型的结构,这主要由 Zn 离子与 Fe 离子的位置决定,一般来讲, ZnFe2O4 为正尖晶石结构,其影响 ZnFe2O4 是正尖晶石结构还是反尖晶石结构的因素主要为晶 化温度,晶化时间也有一定的影响,这里不做太多说明。

1。2。2 ZnFe2O4 的性能

ZnFe2O4 纳米粒子有着优良的磁性能、吸波性能、光催化性能以及嵌锂电化学性能。国内 外研究学者们主要是对 ZnFe2O4 的磁性质和电学性质进行研究,单一的 ZnFe2O4 光催化性能 不如 ZnFe2O4 与金属氧化物或者过氧化氢(H2O2)、石墨烯等形成的复合催化系统的光催化 性能好,比如利用 ZnFe2O4 与金属氧化物(ZnO,TiO2 等)组成复合材料来提高光催化特性, 或者利用 ZnFe2O4 与石墨烯等组成纳米复合材料来提高光催化性能,Yongsheng Fu 和 Xin Wang 就研究了含有不同石墨烯质量百分数含量的 ZnFe2O4-石墨烯纳米复合材料的光催化性 能【9】,研究结果发现,在 H2O2 的存在下,可见光照射 5 分钟后对亚甲基蓝(MB)的光降解 率是 88%,90 分钟后攀升到 99%,相比较于单一的 ZnFe2O4 催化降解亚甲基蓝,复合材料的 光催化效果要好。关于 ZnFe2O4 纳米粒子的磁性能,研究发现,煅烧温度显著地影响 ZnFe2O4 纳米粒子的晶粒尺寸,而晶粒尺寸对于 ZnFe2O4 纳米粒子的磁性能影响较大,晶粒尺寸的不论文网

同,会使得 ZnFe2O4 纳米粒子从超顺磁性变为非线性磁性。在吸波性能方面,ZnFe2O4 纳米粒 子能将经过它的电磁波吸收,散射,反射掉,以此来将电磁波的能量转化成热能而耗散掉, 这也是大多数吸波材料的基本原理,ZnFe2O4 也不例外,此外,纳米尺寸的的 ZnFe2O4 纳米粒 子由于其独特的纳米尺寸效应,吸波性能更好,由于电磁波波长远大于纳米尺寸,ZnFe2O4 纳米粒子的表面原子比例高,形成多重反射,这使得电磁波更不容易逃出 ZnFe2O4 纳米材料, 因此纳米尺寸的 ZnFe2O4 的吸波性能是极佳的。

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