納米氧化鐵制備二方

時間：2020-01-05作者：河北廊坊標(biāo)王制造有限公司瀏覽：861

氧化鐵是一種工業(yè)上常見的多色彩顏料，它包括氧化鐵藍、氧化鐵紅、氧化鐵棕等多個色彩。氧化鐵不僅可用于顏料行業(yè)、涂料行業(yè)和油漆等行業(yè)，在其他領(lǐng)域也有不同的氧化鐵作為重要材料被使用，如納米氧化鐵就是這樣一種物質(zhì)。下面我們了解一下納米氧化鐵的干濕法制備方法。

　　納米材料和納米結(jié)構(gòu)是當(dāng)今新材料領(lǐng)域中較富活力、對未來經(jīng)濟和社會發(fā)展有著十分重要影響的研究對象，也是納米科技中較為活躍、較接近應(yīng)用的組成部分。近幾年來，**對金屬氧化物納米粒子進行了廣泛研究，并**了顯著成效，其中納米氧化鐵由于具有廣闊的應(yīng)用前景而備受關(guān)注。

　　1.納米氧化鐵的制備

　　納米氧化鐵的制備方法可分為濕法和干法，濕法主要包括水熱法、強迫水解法、凝膠-溶膠法、膠體化學(xué)法、微乳液法和化學(xué)沉淀法等。干法主要包括：火焰熱分解、氣相沉積、低溫等離子化學(xué)氣相沉積法(PCVD)、固相法和激光熱分解法等。

　　1.1濕法

　　1.1.1水熱法

　　水熱法是在密閉體系中，在高溫高壓下，在水溶液或水蒸氣等流體中進行有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的總稱。1982年，用水熱反應(yīng)制備**微粉引起了國內(nèi)外的重視。由于反應(yīng)在高溫高壓的水溶液中進行，故為一定形式的前驅(qū)物溶解--再結(jié)晶形成的良好微晶材料提供了適宜的物理化學(xué)條件。陳興等用水熱法制備了一系列純相、粒徑均勻、團聚少的鐵氧體納米微粒。也制備出了菱形、紡錘形和球形等不同形貌的氧化鐵納米顆粒。

　　水熱法制備的粒子純度高、分散性好、晶型好且大小可控反應(yīng)在壓熱釜中進行，設(shè)備投資較大，操作費用較高。

　　1.1.2強迫水解法

　　利用金屬鹽溶液強迫水解是制備均勻分散納米粒子的一種重要手段。該法多以FeCl3或Fe(NO3)3為原料，在HC威HNO3存在下，在沸騰密閉靜態(tài)或沸騰回流動態(tài)環(huán)境下進行強迫水解制備納米氧化鐵**細粒子，。在制備過程中加一些晶體助長劑(如NaH2PO4)，可降低水解沉淀和結(jié)晶生長速度，粒子生長完整、均勻。借助微波加熱，采用沸騰回流的強迫水解法用三價鐵鹽直接合成了球形、橢球形、紡錘形、立方形等不同形狀、表面光滑、均勻的α-Fe2O3納米膠粒。用強迫水解法制備了單分散、均勻且粒徑小于25nm的球形α-Fe2O3粒子。

　　強迫水解法能夠制備出不同形貌的氧化鐵納米粒子，但水解濃度較低[一般小于0.2(mol.L-1)。水解在沸騰條件下進行，因此能耗較高。

　　1.1.3凝膠一溶膠法

　　凝膠一溶膠法是以醇鹽為原料，在一定溫度下進行水解和縮聚反應(yīng)，隨著縮聚反應(yīng)的進行以及溶劑的蒸發(fā)，具有流動性的溶膠逐漸變?yōu)槁燥@彈性的固體凝膠，然后再在較低的溫度下燒結(jié)成為所要合成的材料。

　　用凝膠一溶膠法通過控制陽極較化條件，在多孔氧化鋁模板中制備出了高度有序的氧化鐵，納米線陣列。納米線的長度和直徑受控于模板的厚度和孔徑，可以通過控制陽極化條件制備厚度為8-10μm和孔徑為15-200μm的氧化鋁模板來制備不同長度和直徑的納米線。該法能夠?qū)崿F(xiàn)氧化鐵納米線的大面積制備，工藝簡單，條件易控，重復(fù)性好且成本低。

　　凝膠-溶膠法反應(yīng)溫度低，產(chǎn)物粒徑小，可控制在幾十納米范圍，為高密度記錄打下良好的基礎(chǔ)，其合成工藝的可操作性，與大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的要求相適應(yīng);但反應(yīng)時間較長，且成本高，干燥時易開裂。

　　1.1.4膠體化學(xué)

　　膠體化學(xué)法是將金屬醇鹽或無機鹽經(jīng)水解直接形成溶膠或經(jīng)解凝形成溶膠，然后使溶質(zhì)聚合凝膠化，再將疑膠干燥、焙燒除去**成分，最后制得納米材料。以**鐵鹽為初始原料，在一定溫度下，用**理論量的堿(如)與之反應(yīng)制備出粒子表面帶正電的溶膠;引入陰離子表面活性劑如十二烷基磺酸(DBS)，由于表面活性劑在水溶液中電離，產(chǎn)生的負離子團與帶正電的膠體粒子發(fā)生電中和，使得膠體粒子表面形成**薄層從而使之具有親油憎水性，再加入或甲等**溶劑，將其萃取入**相，經(jīng)減壓蒸餾出**溶劑可循環(huán)再利用。殘留物經(jīng)加熱處理即得納米氧化鐵。用該法制備出了粒徑以4-6nm的球形氧化鐵**微粉體粒子。

　　膠體化學(xué)法能夠制備出**細、均勻、球形的氧化鐵，但該法涉及大量的**物，對操作環(huán)境要求嚴格。

　　1.1.5微乳液法

　　微乳液法是指兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成乳液，在微泡中經(jīng)成核、聚結(jié)、團聚、熱處理后制備納米粒子。蘇運來等用十二烷基磺酸鈾(DBS)為表面活性劑，甲為油相，用微乳液法制備了**細氧化鐵。樣品的粒徑分布和程序升溫還原(TPR)測試表明，樣品為**細Fe2O3并且其粒徑大小與還原性能密切相關(guān)。

　　微乳液法實驗裝置簡單，能耗低，操作容易，所得納米粒子粒徑分布窄易于實現(xiàn)高純化，且分散性、界面性和穩(wěn)定性好。與其它方法相比粒徑易于控制，適用面廣，但工藝操作較難控制。

　　1.1.6沉淀法

　　沉淀法是液相化學(xué)反應(yīng)合成金屬氧化物納米顆粒較早采用的方法。該法通常是在溶液狀態(tài)下將不同化學(xué)成分的物質(zhì)混合，并加入適當(dāng)?shù)某恋韯┲苽浼{米顆粒的前驅(qū)體沉淀物，再將此沉淀物進行干燥或煅燒，從而制得納米顆粒。高志華等用水合酸鐵或水合鐵與尿素為原料制備了平均粒徑小于100nm的纖維狀納米α-Fe2O3拉子。

　　沉淀法成本較低，但沉淀物通常為膠狀物，水洗時過濾較困難。沉淀劑易作為雜質(zhì)殘留，沉淀過程中各種成分可能發(fā)生變化，水洗時部分沉淀物易發(fā)生溶解。此外，由于多種金屬不容易發(fā)生沉淀反應(yīng)，因此該法的適用范圍較窄。

　　1.2干法

　　干法常以羰基鐵[Fe(CO)5]或二茂鐵(FeCP2)為原料采用氣相分解或激光分解制備。以N2為載體，將[Fe(CO)5]從蒸發(fā)導(dǎo)入燃燒室(600℃)，并噴入高速流的空氣。[Fe(CO)5]與空氣迅速湍動混合發(fā)生激烈氧化反應(yīng)。燃燒產(chǎn)物經(jīng)驟冷、旋風(fēng)分離得到透明的無定形氧化鐵粒子，粒徑為5-7nm，比表面積為150m2/g，熱穩(wěn)定性和分散性良好，干法具有工藝流程短，操作環(huán)境好，產(chǎn)品質(zhì)量高、粒子**細、均勻等特點，但技術(shù)難度大，對設(shè)備的材質(zhì)要求較高，一次性投資也較大。

　　1.3綜合法

　　綜合法是指在納米材料制備中結(jié)合化學(xué)、物理法的優(yōu)點，同時進行納米材料的合成與制備，如：超聲沉淀法，激光沉淀法以及微波合成法等，其中微波合成法因具有**、簡便、省電、避免團聚的特點，得到人們的普遍關(guān)注。賈振斌等用微波誘導(dǎo)加熱制備了納米準立方形和紡錘形α-Fe2O3納米粒子，與常規(guī)加熱方式相比微波加熱制得的α-Fe2O3粒子粒徑小且分布均勻。


 


河北廊坊標(biāo)王制造有限公司專注于氧化鐵藍,氧化鐵棕,酸洗鐵紅等

• 詞條

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