纳米结构Fe_2O_3的制备与应用

纳米结构的α-Fe2O3因其独特的物理化学性质和在气敏传感、催化以及颜料等领域潜在的应用价值而得到广泛的研究.该文作者对α-Fe2O3纳米结构单元制备的最新研究进展和发展趋势进行综合评述.归纳出3种具有代表性的制备与组装方法,以及采用这些方法制备的纳米结构α-Fe2O3的特性.最后,对这一领域的发展方向作了展望.     

高分子凝胶法制备纳米晶α-Fe2O3

以Fe(NO3)3.9H2O为原料,丙烯酰胺为聚合单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,采用高分子凝胶法制备了纳米α-Fe2O3。采用FT-IR,X-ray和TEM等方法对产物进行了表征。结果表明,单体和网络剂的配比为5∶1时得到均匀稳定的凝胶,当干凝胶在450℃煅烧时,形成纯相的α-Fe2O3,由透射电镜照片可知粒子尺寸分布均匀,平均粒径约为40nm,粒子尺寸在30~45 nm的数量占70%,红外光谱显示有机物煅烧完全,出现明显的铁-氧键的特征吸收峰。     

La2O3纳米晶的制备及表征

以硝酸镧、酒石酸铵为原料,采用络合沉淀法制备了前驱物.前驱物经80℃烘干,用红外光谱,TG-DTA进行了测定,结果表明,前驱物为酒石酸镧络合物La2L3·12H2O.然后置于马弗炉中于650℃、750℃和850℃分别煅烧2h,得到不同粒径的La2O3样品,用XRD、TEM和SEM等测试方法进行了表征,样品的平均粒径分别约为20.67nm、28.14nm和39.55nm.     

水热法制备α-Fe2O3纳米球及其光催化性质研究

以硝酸铁、草酸为原料,采用水热反应法合成球形α-Fe2O3纳米颗粒.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对产物的物相和形貌进行表征,研究水热反应温度对物相形成和形貌影响的规律;同时以甲基橙溶液为目标降解物,以紫外灯为实验光源对产物进行了光降解性能测试.结果表明:水热反应温度的提高有利于α-Fe2O3晶体颗粒的晶化,并使其粒径分布均匀,形貌趋向于球形.在光催化性能测试中,随着光照时间的延长,纳米α-Fe2O3对甲基橙的降解率不断提高.     

纳米氧化铁的制备工艺研究

采用Fe(NO3)3·9H2O晶体为原料,配成10%Fe(NO3)3溶液,并在溶液中加入少量氨水控制其pH值为2.0~2.5,通过喷雾干燥方法和球磨制备出纳米级氧化铁粉末。采用XRD、SEM、TEM对粉末相组成、晶粒尺寸、形貌和粒度进行表征。结果表明,通过喷雾干燥方法制备出来的粉末为非晶态,粉末煅烧后得到纳米晶α-Fe2O3,粉末的形貌为壳状或半片状,但粒度较大。通过球磨使粉末的粒度细化到20~60nm。同时本文也研究了煅烧温度和时间对粉末晶粒大小的影响,提高煅烧温度对粉末晶粒长大影响较大,而延长煅烧时间对粉末晶粒长大几乎无影响。     

水解沉淀法制备纳米ZnO及其光催化性能研究

论述了以ZnSO4为主盐NH4HCO3为沉淀剂采用水解沉淀法制备纳米ZnO粉末，用X射线衍射和分光光度法研究了粉料的特征及光催化性能。结果表明：反应温度为80℃，反应时间为2h，煅烧温度为600℃可制备纳米级的ZnO粉末，平均粒径为32nm；水溶液中甲基橙在ZnO光照催化下，能迅速分解，在降解120min时，甲基橙的降解率达到88．1％。     

纳米/超细氧化铁粉末制备技术的研究

着重介绍了目前纳米级／超细氧化铁粉末的制备技术，并对制备工艺过程中所存在的问题做了初步探讨，指出了纳米级／超细氧化铁粉末今后的研究方向及应用前景。     

α-Fe2O3纳米颗粒的水热法合成及其光吸收特性

以硝酸铁为铁源、以氢氧化钠溶液(或浓氨水)为沉淀剂,在不同条件下,利用水热法合成α-Fe2O3纳米颗粒.用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见分光光度计(UV-VIS)对试样进行分析.结果表明:用氢氧化钠溶液作沉淀剂比用浓氨水作沉淀剂更有利于α-Fe2O3颗粒粒径变小,反应温度升高更有利于α-Fe2O3颗粒粒径细化.以氢氧化钠溶液作沉淀剂,在240℃下反应24 h,获得粒径小于20 nm的α-Fe2O3颗粒.不同条件下水热法合成的α-Fe2O3的紫外可见光吸收光谱表明:随着α-Fe2O3颗粒粒径变小,颗粒对光的屏蔽程度增大;特别是当α-Fe2O3颗粒粒径小于20 nm时,它对光完全屏蔽.     

纳米粒子α—FeOOH／hα—Fe2O3样品的制备与表征

利用均相沉淀法、氨水滴定法以及添加表面活性剂的氨水滴定法制备出纳米α－ＦｅＯＯＨ／α－Ｆｅ２Ｏ３粒子样品，采用ＴＥＭ，ＸＲＤ，ＦＴＩＲ等分析测试手段进行了表面形貌、结构、晶型和组成等的表征；同时，以纳米α－ＦｅＯＯＨ／α－Ｆｅ２Ｏ３粒子为活性组份制备催化剂，利用微反－色谱联用活性评价技术，在常压、空速１００００ｈ＾－１和２５～６０℃温度范围内考察了纳米铁基催化剂对ＣＯＳ催化水解的活性。结果表明：以     

液相水解制备纳米TiO_2的研究

以TiC l4和正辛醇为原料,通过液相水解法制备出粒径较小、分散性较好的纳米二氧化钛粉体。利用X-射线衍射和透射电镜等检测方法对二氧化钛粒子特性的影响因素进行探讨。结果表明,随着煅烧温度的升高,纳米TiO2颗粒呈增大趋势,分散性越来越差,晶相由锐钛矿相向金红石相转变。煅烧时间对纳米TiO2的粒径大小和晶相影响较小,对纳米TiO2分散性影响较大。随着TiC l4浓度变大,TiO2粒径变小,但分散性变差。水解温度越高,纳米TiO2粒径越大,颗粒分散性越差。     

纳米SiO2的CO2沉淀法制备

以CO2和硅酸钠为原料的CO2沉淀法是制备纳米SiO2的一种常用方法,报道了将CO2和硅酸钠溶液同时通入具有一定pH 值的溶液中进行反应的新工艺.实验确定了制备纳米SiO2的最佳工艺条件.在最佳工艺条件下制备出平均粒径在40～50nm的SiO2超细纳米粉,通过TEM的方法对其进行了表征.     

沉淀法制备纳米复合Cu-CeO_2阴极

采用沉淀法制备出平均粒径约90 nm的Cu-CeO2粉末。将所得的纳米复合Cu-CeO2粉末经真空热压工艺处理制成纳米复合Cu-CeO2阴极。利用SEM及XRD分析方法对其显微组织进行了研究,结果显示:用沉淀法制备的Cu-CeO2阴极组织较均匀,CeO2粒子晶粒大多在100 nm,呈长圆状分布在Cu基体中。真空电弧实验研究表明纳米复合Cu-CeO2阴极击穿点分布在阴极表面的大部分面积上,阴极斑点细小分散,且击穿优先发生在CeO2相上,导致表面烧蚀较常规材料轻微。     

软磁铁氧体用α-Fe2O3的制备

本文介绍了铁氧体软磁材料的主要优点和典型磁特性，及其固相烧结法生产过程。同时介绍了对原料α—Fe2O3的技术要求和标准。重点介绍了软磁用α—Fe2O3的制备方法和工艺。并根据我们的实践和体会，对几个值得注意的问题作了简要讨论。文章对硫酸法钛白厂综合利用和深度加工绿矾有一定参考价值。     

热氧化法制备α-Fe2O3纳米线的气敏特性及其机理

家用燃气事故、汽车尾气和工业废气等问题日趋严重,传统气敏材料已很难满足对气体监测越来越高的要求,纳米结构α-Fe₂O₃因其热稳定性好、选择性好,以及无毒、抗腐蚀性强、环境友好、价格低廉等已成为最重要的气敏材料之一.采用简单的热氧化法成功制备了α-Fe₂O₃纳米线.纳米线平均直径为20~50 nm,长度可达1~5 μm;以制备的α-Fe₂O₃纳米线为探测材料的气敏元件在50×10-6乙醇气氛中的最佳工作温度为383 °C,灵敏度可达2.4,响应和恢复时间分别为13 s和6 s.基于α-Fe₂O₃纳米线制备的气敏元件在乙醇中的气敏机理为表面电阻控制型.      

碳化锰水解氧化法制备Mn_3O_4纳米粉

介绍了一种易于实现批量生产纳米级四氧化三锰的方法,利用锰碳合金的水解氧化反应,制备得到了比表面积为25 m2/g、颗粒尺寸在50~100 nm的四方尖晶石型纳米Mn3O4微粉。由于不涉及催化剂、酸、碱等化学试剂,与电解金属锰粉悬浮液氧化等方法制备Mn3O4相比,显然是一种名符其实的绿色工艺。     

硝酸铜含量对α-Fe2O3粉末制备及光催化性能的影响

以硝酸铁、硝酸铜、甘氨酸为原料,采用溶液燃烧合成一步制备了粒径约为30 nm的α-Fe_2O_3复合光催化纳米材料。采用XRD,SEM,TEM对α-Fe_2O_3复合粉末进行了表征,研究了硝酸铜含量对α-Fe_2O_3复合材料物相、形貌及光催化性能的影响。反应体系中加入硝酸铜后,制备得到α-Fe_2O_3/CuFe_2O_4复合光催化材料。硝酸铜的加入影响了反应时释放的能量,形貌由原来的絮片状变为片状。当添加量为1 g时,α-Fe_2O_3复合材料的光催化效果最优,在50 min内可以降解初始浓度为20×10~(-6)的亚甲基蓝溶液。这是由于CuFe_2O_4带隙宽度较窄,能够吸收的太阳光更多,同时可以与α-Fe_2O_3形成异质结,提高光生电子和空穴的传输,降低光生电子和空穴的复合,从而提高了粉末的催化活性。     

纳米La_2O_3粉晶的制备及其表征

以La(NO_3)_3·6H_2O、NH_4HCO_3和聚乙二醇为原料,利用沉淀法制备了纳米La_2O_3粉体,利用XRD,TG-DTA和TEM等测试方法对干凝胶热分解过程及最终形成的纳米La_2O_3粉体进行了分析和表征,XRD法考察了前驱体在不同热处理条件下产物物相和晶粒度的变化情况,实验结果表明,在适当工艺参数下,前驱体经720℃,1h焙烧所得产物为平均粒径小于50nm的La_2O_3粉体.     

纳米氧化镁的制备工艺研究

以氯化镁和碳酸铵为原料,采用直接沉淀法制备纳米氧化镁,并对所得产品进行了SEM表征.研究了反应温度、加料时间、原料摩尔配比、煅烧温度和煅烧时间等因素对氧化镁粒径和产率的影响.确定最佳工艺条件为:反应温度50℃,反应时间40 min,碳酸铵与氯化镁的摩尔比为2∶1,煅烧温度为600℃,煅烧时间为2h.结果表明,在最佳工艺条件下制备的纳米氧化镁平均粒径为35 nm,产率为98.9％,产品分散性良好.     

Effects of Rare Earth Doping on the Properties of γ-Fe_2O_3 Magnetic Powder

ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＲａｒｅＥａｒｔｈＤｏｐｉｎｇｏｎｔｈｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆγ－Ｆｅ_２Ｏ_３ＭａｇｎｅｔｉｃＰｏｗｄｅｒ￥ＺｅｎｇＨｕａｎ－Ｘｉｎｇ；ＲｅｎＦｕ－Ｍｉｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅ...     

添加剂对超细α-Al2O3的制备及其性能影响

采用硫酸铝和碳酸铵为原料，通过沉淀法制备前驱体碱式碳酸铝铵，采用分散剂及添加剂（MC）防止粉体颗粒的团聚，着重考查了MC在干燥、煅烧过程中的作用．研究表明，MC能有效防止前驱体在干燥过程中的团聚，促进氧化铝在煅烧过程中的相变，大幅度降低了α-Al2O3的相变温度，同时还使颗粒维持在相对“动态”的煅烧状态，减轻了颗粒形成煅烧颈及其他硬团聚的趋势，从而改善了粉体颗粒的分散性能．BET及ICP分析结果表明，MC的引入还有利于产物α-Al2O3比表面积的提高，而且对煅烧产物的杂质元素含量没有影响，产物中氧化铝的质量分数高达99．97％．