纳米铁粉制备方法研究及应用

摘要

营养物质的颗粒大小是影响胃肠道对其吸收的一个关键因素，以往研究表明100nm粒子比其他大粒子的吸收率高10～150倍。分析可知其原因是由于纳米微粒具有小尺寸效应和表面效应。纳米化后的营养物质由于粒径小，有利于滞留性的增加，延长肠道壁的接触时间和提高生物利用度及稳定性。纳米铁粉作为一种营养物质具有尺寸细微化、比表面积大等特点，从而带来了块状物所不具备的体积效应、表面效应、量子尺寸效应等，因此具有优异的物理、化学性能。由于纳米铁粉表面活性强，更容易被人体吸收。目前已在医药、保健品、强化补铁食品中等已有研发应用。因此，对该材料的尺寸及制备工艺的研究具有重要的科学意义和实用价值。纳米铁粉的制备方法有很多种，按物质转变的机理可分为两大类，物理方法及化学方法。本文研究了属于物理方法范畴的机械球磨法和分析了化学方法中的液相法温度对最后产物的影响。主要对机械球磨法制备铁粉的各种参数做研究，本文研究了球料比，球磨时间，助磨剂含量等参数；分析了液相法制纳米铁粉时，煅烧温度对产物的影响。 采用球磨法制备纳米铁粉时，微米级铁粉末在球磨机中长时间运转，将回转机械能传递给金属粉末，并反复挤压和破碎，使之成为弥散分布的超细粒子。其工艺简单，制备效率高，且成本低。该法是目前制备纳米金属铁微粒的主要物理方法之一。研究表明，在一定时间范围内，铁粉粒径随球磨时间增加而减小，但到一定时间以后，粒径不再减小，或者说没有明显的变化趋势。还研究了加入卡拉胶作为助磨添加剂，有助于提高铁粉的细化和防氧化能力。 采用sol-gel法合成硬凝胶前驱体，从FeSO4溶液中沉淀析出FeC2O4·2H2O作前驱体液相体系中，经热分解，可以保证微粒控制在几十纳米范围内。本文研究表明，在控制温度做FeC2O4·2H2O前驱体热分解时，不同温度煅烧出来的颗粒具有不同物相纯度；煅烧温度高于450℃，所得样品只含有一种纳米氧化铁物相，该晶体结构属于三方晶系，空间点阵形式为R心六方，标准PDF卡片号为33-0664；煅烧在400℃时，样品包含三种物相，晶体结构分属三方晶系、立方晶系和四角晶系。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 序言

1.2 纳米技术简介

1.3纳米材料

1.3.1纳米材料简介

1.3.2纳米材料的发展历史及现状

1.3.3纳米材料特性

1.4纳米铁粉

1.4.1纳米铁粉定义

1.4.2纳米铁粉的制备方法

1.5本论文研究背景及本课题的提出

第二章 球磨法制备纯零价铁纳米颗粒的研究

2.1 球磨制备纳米铁粉工作原理

2.2实验方案

2.3实验器材

2.4样品制备

2.5样品物相分析

2.5.1 XRD表征样品

2.5.2 SEM表征样品

2.6小 结

第三章卡拉胶助磨机械球磨制备纳米铁微粒

3.1 实验方案设计

3.1.1球磨工艺设计

3.1.2铁粉抗氧化性的实验设计

3.1.3实验设备与检测器材

3.2球磨法制备纳米零价铁与卡拉胶复合粉末的研究

3.2.1样品的制备

3.2.2实验样品分析

3.3 小 结

第四章 液相法制备纳米铁微粒实验

4.1实验材料与仪器

4.2实验原理及工艺设计

4.2.1 实验原理

4.2.2实验工艺方案

4.3数据分析

4.4 小 结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表论文

致 谢