液相法控制合成纳米氧化铁

摘要

氧化铁材料由于成本低廉，环境污染小，抗腐蚀性和稳定性强等特点，在催化剂、颜料、磁记录介质、磁性涂料、气体传感器以及生物等领域应用广泛。目前液相合成氧化铁纳米材料的方法虽然很多，各具优势，但也都存在一些缺陷。探索设备简单、操作方便、成本低、产率高的液相合成方法，以实现对纳米材料形貌、尺寸、结构的选择性控制，仍然是化学家和材料学家长期以来关心的课题之一。本论文用简单、低成本、绿色的液相法制备了不同形貌的氧化铁纳米材料，并研究了纳米结构的形成机制以及相关的物理化学性能。
　　 在酸性环境中，控制反应温度获得了不同形貌的α-FeOOH/α-Fe2O3纳米粒子。产物的形貌对反应温度有强烈的依赖性，在高温下易于得到纳米棒，而低温下易于形成层片堆积的1D纳米结构。与纳米棒状结构相比，层片堆积的1D纳米结构α-Fe2O3具有更高的比表面积(129.16 m2/g)和更优异的光催化性能。在紫外光照射180 min后能有效地将罗丹明降解为其他小分子。
　　 利用空气氧化法制备出纯相的Fe3O4纳米粒子，研究了空气的流速、反应温度、反应时间、碱含量对其形貌和结构的影响规律。同时发现当KNO3作为氧化剂时，可以得到形态规则的八面体状的Fe3O4纳米粒子。
　　 在无还原剂、表面活性剂、硬模板得条件下，采用溶剂热法，通过控制反应温度，获得由小颗粒组装成的磁性空心微球。碱、次亚磷酸二氢钠、水的含量对空心球的产生起着重要的作用。与160℃的产物相比，在200℃获得的磁性空心球由于晶粒尺寸的差异而具有更高的饱和磁化强度Ms(80.17 emu·g-1)和低的矫顽力Hc(20.81 Oe)。这种高饱和磁化强度、低矫顽力的磁性空心微球粒子可以应用在生物医药等领域。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1氧化铁的分类、性质及晶体结构

1.2氧化铁的应用

1.2.1在磁性材料中的应用

1.2.2催化方面的应用

1.2.3在生物医药方面应用

1.2.4气敏材料

1.2.5涂料与油漆

1.3液相法制备氧化铁纳米结构的研究进展

1.3.1沉淀法

1.3.2溶胶-凝胶法

1.3.3微乳液法

1.3.4水热和溶剂热法

1.3.5模板法

1.4选题的意义及论文主要内容

第2章 液相法制备片层有序堆积α-Fe2O3纳米结构

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验药品

2.2.2仪器设备

2.2.3表征方法与性能测试

2.2.4样品的制备

2.3结果与讨论

2.3.1产物的形貌、结构分析

2.3.2产物形貌的控制

2.3.3比表面积和孔径分布

2.3.4光催化性能

2.4本章小结

第3章 氧化沉淀法制备Fe3O4纳米粒子

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验药品

3.2.2仪器设备

3.2.3表征方法与性能测试

3.2.4样品的制备

3.3结果与讨论

3.3.1制备的铁氧化物纳米结构的物相和形貌

3.3.2产物形貌的控制

3.4本章小结

第四章 溶剂热法制备磁性空心微球

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1实验药品

4.2.2仪器设备

4.2.3表征方法与性能测试

4.2.3样品制备

4.3结果与讨论

4.3.1样品的形貌、结构分析

4.3.2产物形貌的控制

4.3.2静磁性能

4.4本章小结

第5章 结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致 谢