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氧化铁黑的沉淀法
发表时间:2018-07-11 14:24:25

    氧化铁黑也就是四氧化三铁,化学式Fe3O4。别名氧化铁黑、磁铁、吸铁石、黑铁,为具有磁性的黑色晶体,故又称为磁性氧化铁。不可以读作“偏铁酸亚铁”或“偏铁酸铁”Fe(FeO2)2,不是氧化铁与氧化亚铁的混合物,但可以近似地看作是氧化亚铁和氧化铁的化合物。 此物质溶于酸,不溶于水、碱及乙醇、乙醚等有机溶剂。天然的四氧化三铁不溶于酸,潮湿状态下在空气中容易氧化成三氧化二铁。通常用作颜料和抛光剂,也可用于制造录音磁带和电讯器材。

    沉积法因为其工艺操作简略本钱较低,产品纯度高,组成均匀,适合于大规模生产,成为最常用的纳米颗粒的制备办法。一起,经过向沉积混合液中参加有机分散剂或络合剂可进步纳米粒子的分散性,战胜纳米粒子易聚会的缺陷。常用的沉积法有共沉积法、水解沉积法、超声沉积法、醇盐水解法和螯合物分解法等。

    (1) 共沉积法

    共沉积法在含有多种阳离子的溶液中参加沉积剂,让一切离子彻底沉积。为了取得均匀的沉积,一般将含有多种阳离子的盐溶液慢慢参加到过量的沉积剂中进行拌和,使一切离子的浓度大大超越沉积的平衡浓度,尽量使各组分按份额一起析出来。共沉积原理共沉积原理

    其原理是Fe+2Fe+8OH→Fe?O?+4H2O。详细如右图。

    沉积法制备纳米粒子时,Fe、Fe的摩尔比直接影响产品的晶体结构;溶液的pH值、离子浓度、反响温度等均影响微粒的尺度大小。怎么经过操控反映条件制备晶体结构单一、颗粒尺度均匀的纳米颗粒是沉积法所面临的主要问题。外沉积剂的过滤、洗刷也是必须考虑的问题。

    共沉积法得到的四氧化三铁纳米粒子多为球形结构,粒径较小(5~10nm)。但因为该反响的温度比较低,所以得到的粒子的结晶性相对较差。并且,该法制备的纳米Fe?O?微粒沉积在洗刷、过滤和枯燥时颗粒间易发生聚会,会影响纳米Fe3O4的功能。

    (2) 水解沉积法

    水解沉积法就是使用碱性物质的水解开释OH,常用的碱性物质有尿素、己二胺等,这些物质开释OH的速度比较慢,在制备纳米Fe3O4微粒时有利于生成颗粒均匀的纳米颗粒,一般这种办法能制备出颗粒散布在7nm到39nm的纳米颗粒。

    (3) 超声沉积法

    超声能在溶剂中发生空化效应,发生的空化气泡在10~11秒的极短时间内陷落,泡内发生5000K左右的高温。该系列空化效果与传统拌和技能比较更简单完成介观均匀混合,消除部分浓度不均,进步反响速度,影响新相的构成,并且对聚会还能够起到剪切效果,有利于细小颗粒的构成。超声波技能的应用对系统的性质没有特别的要求,只需有传输能量的液体介质即可。Vijayakumar.R等用高强度超声波的辐射,从乙酸铁盐水溶液制得粒径为10nm,具有超顺磁性的Fe3O4颗粒。

    (4) 醇盐水解法

    使用醋酸钠在水中电离生成醋酸根的复原效果,在高压反响釜中180℃左右将Fe部分复原Fe,Yonghui Deng等用FeCl?醋酸钠和乙二醇在高压反响釜中加热200℃8h即制得了具有超顺磁性的Fe3O4纳米颗粒。

    (5) 螯合物分解法

    该法原理是金属离子与恰当的配体构成常温安稳的络合物,在适合的温度和pH值时络合物被损坏,金属离子从头开释出来与溶液中的OH离子及外加沉积剂、氧化剂效果生成不同价态不溶性的金属氧化物、氢氧化物、盐等沉积物,进一步处理可得必定粒径甚至必定形态的纳米粒子。


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