CN101532169A - 阿尔法-三氧化二铁纳米晶水热合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是涉及一种水热控制合成不同形貌阿尔法-三氧化二铁纳米晶的方法,属于无机纳米材料制备工艺技术领域。该发明是以水为溶剂,将亚铁***溶于水中,加入双氧水作为氧化剂,控制六氰合铁离子浓度为0.01-1mol/L,水与双氧水的体积比为0-10∶1,得到前体溶液。然后将此前体装于密闭的衬有聚四氟乙烯的反应釜中,在100-180℃温度下晶化0.5-48小时,得到阿尔法-三氧化二铁纳米晶。该方法合成的阿尔法-三氧化二铁尺度分布均一,形貌可控,成本低,设备简单,操作安全、容易,工艺重复性好,产品质量稳定,适合工业放大生产。
Description
技术领域
背景技术
阿尔法—三氧化二铁是铁氧化物中最常见的一种,也是一种半导体材料,作为一种重要的工业原料和产品,关于氧化铁的性能和制备研究一直得到人们得广泛关注。世界上所有消费的氧化铁中,有80%是化学合成的,称为合成氧化铁。只有20%是用天然矿物加工而成的,称为天然氧化铁。合成氧化铁由于具有纯度高、粒径均匀整齐、粒径大小易干控制,因而色相好,应用性能优良。相对于常规块体氧化铁来说,纳米氧化铁具有良好的耐侯性、催化性、耐光性、磁性和对紫外线具有良好的吸收和屏蔽作用,其主要应用在透明颜料、气敏材料、催化剂合生物医学材料等方面。
本发明是以亚铁***为原料,制备单分散的球形的、立方体的、网状的和树枝状的阿尔法—二氧化二铁。对于网状的阿尔法—三氧化二铁纳米晶的制备方法,目前还鲜为报道。本发明也为网状的阿尔法—三氧化二铁纳米晶的制备提供了一条简单的合成路线。
发明内容
本发明的意义在于提供一种阿尔法—三氧化二铁纳米晶的合成方法,这种方法具有合成的阿尔法—三氧化二铁尺度分布均一,形貌和大小可控,结晶度高,操作安全、容易,工艺重复性好,产品质量稳定的优点。
本发明的特点在于使用配合物亚铁***作为原料,同时无需加入矿化剂,使操作更简单,成本更低廉。
阿尔法—三氧化二铁合成步骤如下:
将亚铁***溶于蒸馏水中,控制六氰合铁离子浓度为0.01—1mol/L,加入双氧水作为氧化剂,水与双氧水的体积比为3:1,得到前体溶液。将上述前体溶液装于密闭的衬有聚四氟乙烯的反应釜中在100—180℃加热晶化0.5—48小时,待晶化完毕后反应釜温度降至室温,将产物水洗至中性,然后在120℃真空干燥3小时得到阿尔法—三氧化二铁纳米晶。
附图说明
附图1是合成的阿尔法—三氧化二铁的X射线粉末衍射图(由实施方案1中制备)。
具体实施方案
实施方案1
在50mL烧杯中加入15mL蒸馏水,在搅拌下再加入1.06g亚铁***,继续搅拌至亚铁***完全溶解,然后加入5mL双氧水,继续搅拌10分钟后,将上述溶液转入50mL反应釜中,在140℃晶化3小时,反应完毕后反应釜自然冷却至室温,所得红色沉淀用去离子水洗涤至中性,所得产物在120℃下真空干燥3小时,得最终产物。
实施方案2
将实施方案1中晶化时间变为6小时,其它条件不变。
实施方案3
将实施方案1中晶化时间变为9小时,其它条件不变。
实施方案4
将实施方案1中晶化时间变为12小时,其它条件不变。
实施方案5
将实施方案1中晶化时间变为15小时,其它条件不变。
实施方案6
将实施方案1中晶化时间变为21小时,其它条件不变。
实施方案7
将实施方案1中晶化时间变为25小时,其它条件不变。
实施方案8
将实施方案1中晶化时间变为48小时,其它条件不变。
实施方案9
将实施方案1中亚铁***的质量变为0.53g,其它条件不变。
实施方案10
将实施方案1中亚铁***的质量变为2.12g,其它条件不变。
本发明可通过实施方案详细说明,但本发明不限于以上实施方案。
Claims (4)
1.一种阿尔法—三氧化二铁纳米晶水热合成方法,其特征在于包括如下步骤:
a.反应前体溶液制备:将亚铁***溶于蒸馏水,控制六氰合铁离子浓度为0.01—1mol/L,加入双氧水作为氧化剂,蒸馏水与双氧水的体积比为0—10:1,得到前体溶液;
b.水热合成阿尔法—三氧化二铁纳米晶:将上述前体装于密闭的衬有聚四氟乙烯的反应釜中加热晶化,待晶化完毕后反应釜温度降至室温,将产物水洗至中性,然后在120℃真空干燥3小时得到阿尔法—三氧化二铁纳米晶。其中,晶化温度为100—180℃,晶化时间为0.5—48小时。
2.根据权利1要求的阿尔法—三氧化二铁纳米晶的水热合成方法,其特征在于所述的铁盐为亚铁***。
3.根据权利1要求的阿尔法—三氧化二铁纳米晶的水热合成方法,其特征在于所述的双氧水浓度为25—30%。
4.根据权利1要求的阿尔法—三氧化二铁纳米晶的水热合成方法,其特征在于所述的晶化温度优先选自140℃。
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