水热法制备纳米氧化铁的研究

合集下载

水热法制备纳米氧化物的研究进展_郑兴芳

水热法制备纳米氧化物的研究进展_郑兴芳

水热法制备纳米氧化物的研究进展郑兴芳(临沂师范学院化学化工学院,山东临沂276005)摘要:简述了水热法的原理和特点。

介绍了水热晶化法、水热氧化法、水热还原法、水热沉淀法、水热分解法、水热合成法制备纳米氧化物的特点和现状,并介绍了水热法与其他方法的联合应用,如:微波-水热法、微乳液-水热法、溶胶(凝胶)-水热法等制备纳米氧化物的研究进展。

最后对水热法制备纳米氧化物进行了展望。

关键词:水热法;纳米氧化物;研究进展中图分类号:TQ123.4文献标识码:A文章编号:1006-4990(2009)08-0009-03R esearch progress in preparation of nano-oxides by hydrot her m alm et hodZheng X i n g fang(Schoo l of Che m istry and Che m ical Eng i neering,Liny iN or m al University,L i ny i276005,China)Abstract:P rinc i p l e and character i stics o f hydrother m a lm ethod w ere br i e fly introduced.Character i sti cs and present sit u-a ti on o f hydrothe r ma l me t hods,i nclud i ng hydro t her m a l-cry sta llizati on,ox i dati on,reduc tion,precipitation,decompositi on,and syn t hesis-m ethods,of nano-ox i des w ere rev i ewed.R esearch progress i n comb i nati on o f hydrother m al m ethod w it h o t her syn-t hetic m e t hods,such as m icrow ave-hydrother m a,l m icroemu l s i on-hydro therma,l and so l(ge l)-hydro t her m a,l w hich w ere app lied in prepara ti on o f nano-ox i des were also discussed.A t last,prepara ti on o f nano-ox i des by hydro t her m a lm ethod w as a-l so prospected.K ey word s:hydrother m al me t hod;nano-ox i des;research progress纳米氧化物的合成方法有气相法、液相法和固相法。

氧化铁纳米材料的制备及其性质表征

氧化铁纳米材料的制备及其性质表征

氧化铁纳米材料的制备及其性质表征近年来,氧化铁纳米材料的制备和研究越发受到人们的关注。

氧化铁纳米材料具有比传统氧化铁材料更强的光学、磁学等性能,这意味着氧化铁纳米材料有着更广泛的应用前景。

本文将介绍氧化铁纳米材料的制备及其性质表征。

一、氧化铁纳米材料的制备氧化铁纳米材料具有较小的体积和大的表面积,因此制备过程相对较为复杂。

常用的氧化铁纳米材料制备方法有化学合成法、热分解法、水热合成法、溶剂热法和微波辅助合成法等。

其中,常用的化学合成法包括共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、微乳法等。

下面我们将介绍其中的共沉淀法和水热法。

1. 共沉淀法共沉淀法是一种较为简单的化学合成方法。

该方法通过将金属离子和盐类共同加入到溶液中,使用还原剂使之还原,从而生成氧化铁纳米材料。

共沉淀法制备氧化铁纳米材料需要选择良好的还原剂和条件,否则还原剂过量或不足都会影响氧化铁纳米材料的质量和性质。

2. 水热法水热法是在高温高压条件下,将金属离子和其他化学物质在水溶液中混合反应所产生的一种方法。

在水热法中,反应过程通常在高温和高压下进行。

水热法制备氧化铁纳米材料可以获得较为均匀的颗粒分布,但是需要注意反应条件,过高或过低的反应条件都会影响氧化铁纳米材料的质量和性质。

二、氧化铁纳米材料的性质表征氧化铁纳米材料具有比传统氧化铁材料更强的光学、磁学等性能。

基于这些性质,可以使用多种方法进行性质表征。

1. X射线衍射X射线衍射是一种最基本的物质结构表征方法,不同物质的晶体结构会引起不同的X射线衍射图样。

通过对氧化铁纳米材料进行X射线衍射实验,可以了解其结构信息。

2. 热重分析热重分析是一种利用物质在温度变化过程中物理和化学性质的差异来实现物质分析的方法。

应用于氧化铁纳米材料,可以了解其热稳定性。

3. 透射电子显微镜透射电子显微镜是一种观察材料晶体结构的高分辨率电子显微镜。

通过透射电子显微镜可以观察氧化铁纳米材料的形貌和结构特点。

4. 磁性测试氧化铁纳米材料是磁性材料,对其的磁性性质进行测试是很重要的。

纳米氧化铁的制备及催化性能研究

纳米氧化铁的制备及催化性能研究

纳米氧化铁的制备及催化性能研究随着工业化的进程不断推进,环境污染问题越来越受到人们的关注。

纳米材料作为新型复合材料体系的重要组成部分,在环保领域得到了广泛应用和研究。

其中,纳米氧化铁因其良好的物理和化学性质、光催化活性和矫顽效应等性质而备受关注。

本文将着重探讨纳米氧化铁的制备方法及其催化性能研究。

一、制备方法制备纳米氧化铁有多种方法,其中热分解法、水热合成法和溶胶凝胶法是最常见的方法。

热分解法是将氯化铁等铁盐与有机物混合后,通过热解得到纳米氧化铁。

该方法的优点是简单易行、产物纯度高,但需要高温处理,操作难度大,而且会产生大量的有害气体。

水热合成法是利用水热条件下的高压和高温合成纳米氧化铁。

该方法产物纯度高,纳米晶体尺寸可控,但需要特殊设备进行合成,操作也比较复杂。

溶胶凝胶法则是将金属离子溶解在溶剂中形成溶胶,经热处理或水热处理得到纳米氧化铁。

该方法对制备条件要求不高,且可以制备出高纯度、单相的纳米氧化铁,但是溶胶凝胶法的制备过程需要专业的技术和实验条件。

以上方法虽然各有优点,但都需要考虑纳米氧化铁的晶体尺寸、晶相、比表面积和孔隙结构等因素,并对制备条件进行调整和优化,以获得高质量的制备样品。

二、催化性能(一)光催化性能纳米氧化铁具有良好的光催化活性,主要表现在光解水和光降解有机污染物方面。

光解水是利用纳米氧化铁表面的空穴和电子对水分子进行催化分解的过程,产生的O2和H2可以用于清洁能源的制备;光降解有机污染物则是利用纳米氧化铁对光的吸收和反应进行催化降解,能有效去除水中的环境污染物。

纳米氧化铁的光催化性能受制于晶体尺寸、晶相、表面性质和电子结构等因素。

晶体尺寸越小、晶相越纯,则光吸收率越高。

此外,表面羟基(-OH)和吸附氧物种(Oads)对于其光催化性能也有重要影响。

(二)矫顽效应纳米氧化铁具有良好的矫顽效应,可应用于处理水中的难降解有机污染物。

矫顽效应是指在一定的条件下,纳米氧化铁作为催化剂能够将难降解有机污染物转化为易被降解的有机物。

金属氧化物纳米材料的制备及其在环境净化中的应用研究

金属氧化物纳米材料的制备及其在环境净化中的应用研究

金属氧化物纳米材料的制备及其在环境净化中的应用研究近年来,随着环境污染问题日益严重,金属氧化物纳米材料成为一种备受关注的环境净化材料。

金属氧化物纳米材料具有比传统材料更高的比表面积和更好的催化活性,可以用于处理有机化合物、重金属等污染物。

本文将探讨金属氧化物纳米材料的制备方法和在环境净化中的应用研究。

一、金属氧化物纳米材料的制备方法1. 水热法水热法是一种利用水热反应制备金属氧化物纳米材料的方法。

该方法可以在中低温下高效合成各种形状和大小的纳米晶体。

例如,氧化锌纳米材料可以通过将NaOH、Zn(NO3)2和无水乙醇混合在一起并经过水热反应制备得到。

2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种先将金属盐或有机金属化合物转化为溶胶,然后通过热处理使其凝胶化的方法。

凝胶过程中金属原子得到聚合形成纳米晶体。

例如,二氧化钛纳米材料可以通过将钛酸酯、乙酸乙酯和醇共混物在乏水条件下制备得到。

3. 氧化剂法氧化剂法是一种将金属原子或离子和有机分子或聚合物相混合,然后通过氧化剂作用使之形成氧化物纳米材料的方法。

例如,氧化铁纳米材料可以通过在铁盐和聚合物(如聚乙二醇)混合物中添加氧化剂(如过氧化氢)并进行适当处理制备得到。

二、金属氧化物纳米材料在环境净化中的应用研究1. VOCs 的处理VOCs(挥发性有机化合物)是导致室内空气污染的主要污染源之一。

金属氧化物纳米材料可以作为有效的催化剂用于VOCs的催化氧化。

例如,钛酸锂和氧化钛的复合材料可以高效地催化苯的氧化,降解苯,使其实现环境净化的效果。

2. 重金属离子的去除重金属离子是经常被讨论的环境污染物之一。

金属氧化物纳米材料可以作为高效的吸附剂用于重金属离子的去除。

例如,钛酸锶纳米材料可以高效地去除水中的铅离子和吡啶蓝。

3. 其他污染物的处理金属氧化物纳米材料也可以用于其他类型的污染物的处理,如农药、药物、染料等。

此外,组合使用多种金属氧化物纳米材料,也可以对复杂污染物进行高效的去除。

一种基于水热合成技术的铁氧化物纳米晶体合成方法

一种基于水热合成技术的铁氧化物纳米晶体合成方法

一种基于水热合成技术的铁氧化物纳米晶体合成方法近年来,铁氧化物纳米晶体因其独特的光学、电学和磁学等性质而备受关注。

为了获得高质量和高效率的铁氧化物纳米晶体,合成方法的研究变得至关重要。

本文将介绍一种基于水热合成技术的铁氧化物纳米晶体合成方法,该方法可以有效地控制晶体结构和形貌,且具有较高的晶体质量和制备效率。

1. 水热合成技术的原理水热合成技术是一种利用在高温和高压下的水溶液中合成材料的技术。

在水热条件下,溶液中的各种物质之间的化学反应速度会大大加快,同时生成的晶体具有高结晶度和高纯度。

此外,由于高温和高压效应,在水热条件下合成的晶体通常具有较小的大小和较高的表面积。

2. 合成方法的步骤2.1 原材料的准备首先,需要准备适当的原材料。

在本研究中,我们选择了铁盐和氧化物作为铁氧化物纳米晶体的原材料。

铁盐可以通过化学还原反应等方式获得,而氧化物可以通过高温煅烧等方式制备。

此外,还需要准备一定量的水和一些表面活性剂。

2.2 溶液的制备将适当量的铁盐和氧化物加入水中,并加入表面活性剂。

然后将混合物在搅拌下煮沸,使其充分溶解,在此过程中逐步调整pH 值,并继续搅拌至溶液达到均匀的状态。

其中,表面活性剂的作用是增加分散性和稳定性,使得晶体在水中分散均匀,并保证晶体的生长方向一致。

2.3 晶体的生长将溶液转移到水热反应器中,在一定的温度和压力下开始反应。

由于水热条件下的高温和高压效应,铁氧化物纳米晶体会在溶液中快速生长。

在生长过程中,可以通过调整温度、压力和反应时间等变量来控制晶体的结构和形貌。

此外,还可以在晶体生长过程中添加其他原料,比如掺杂剂和表面修饰剂等,以改变晶体的性质和应用。

3. 合成方法的优势相对于传统的合成方法,本研究中的水热合成技术具有以下优点:3.1 高效性。

在水热条件下,反应速度大大加快,同时生成的晶体具有高结晶度和高纯度。

这意味着该方法可以在较短的时间内制备出高质量的铁氧化物纳米晶体。

3.2 可控性。

水热法制备高折射率氧化铁薄膜的研究 毕业论文

水热法制备高折射率氧化铁薄膜的研究 毕业论文

水热法制备高折射率氧化铁薄膜的研究摘要:本文以FeCl3·6H2O为原料,采用水热法在玻璃基质上制备高折射率的氧化铁纳米薄膜。

研究了反应温度温度、反应时间、pH、填充度,这些因素对所制备纳米氧化铁薄膜折射率的影响。

采用自动椭圆偏振仪测试手段对氧化铁纳米膜进行了折射率和膜厚的表征分析。

结果表明,水热法制备的薄膜最佳的水热工艺条件是在pH=11、填充度为70 %、水热温度160 ℃、加热4 h的条件下制备的薄膜,厚度一般在达130 nm左右,折射率可高达2.490,膜表面均匀,平整度较高。

关键字:水热法,纳米氧化铁薄膜,高折射率Preparation of Ferric Oxide Films with High Refractive byHydrothermal SynthesisLv xiao-xiaCollege of Chemistry, Chemical Engineering and Food SafetyAbstract:Nanometer ferric oxide films were prepared from six hydrated ferric chloride by hydrothermal method. The effects of hydrothermal temperature, reaction time, compactedness and pH on Three iron oxide films were researched, and the ellipsometer was used to characterize the thickness of nanometer Three iron oxide films and high refractive index. The results show that the optimum hydrothermal technological condition is temperature of 160 ℃, hydrothermal time of 4 h, pH of 11 and compactedness of 70 %. Under the optimum condition, the thickness of the films with well-developed crystalline is 130 nm, the refractive index can up to 2.490, the surface of films is quite flat and well-distributed.Key words: Hydrothermal method, Nanometer Three iron oxide film, High refractive index目录一、引言 (1)(一)光化学的应用 (1)1.国际上光化学的研究 (1)2.在我国光对的化学研究 (2)(二)薄膜在光化学及其他方面中的应用 (2)1.薄膜在抗紫外中的应用 (3)2.在其他方面的应用 (4)(三)纳米薄膜的分类 (4)1.按用途划分 (4)2.按层数划分 (4)3.按微结构划分 (4)4.按组分划分 (5)5.按薄膜的构成与致密度划分 (5)6.按功能及其应用领域划分 (5)(四)薄膜的制备方法 (5)1.溶胶-凝胶法 (5)2.水热合成法 (6)3.固态粒子烧结法 (6)4.化学气相沉积法(CVD) (6)5.化学提取法(刻蚀法) (7)6. 阳极氧化法 (7)(五)氧化铁薄膜的优点及应用 (7)(六)选题目的和主要内容 (8)1.选题目的 (8)2.主要内容 (8)二、实验部分 (9)(一)实验所用仪器和试剂 (9)1.实验仪器 (9)2.实验所用试剂 (9)实验试剂及规格见表2。

氧化铁纳米颗粒的制备及其催化性能研究

氧化铁纳米颗粒的制备及其催化性能研究

氧化铁纳米颗粒的制备及其催化性能研究近几年来,氧化铁纳米颗粒备受研究者的关注,主要原因是其在催化领域中的广泛应用。

作为一种重要的催化剂,氧化铁纳米颗粒具有较大的比表面积和高活性,能够有效提高反应速率,并且还具有较好的热稳定性和选择性。

因此,氧化铁纳米颗粒在环境治理、新能源开发、化学合成等领域均有着重要的应用前景。

目前,研究者们已经提出了多种方法来合成氧化铁纳米颗粒,如溶胶凝胶法、水热法、微乳液法等。

其中,水热法是一种简单易行、成本较低、控制性和可扩展性较好的制备方法。

在水热法中,采用不同的制备条件,如反应温度、反应时间等来影响氧化铁纳米颗粒的性质和形态。

以水热法为例,可以通过控制反应温度和反应时间来调控氧化铁纳米颗粒的晶型和颗粒大小。

一般来说,低温和短时间反应条件有助于制得更小、更均匀的纳米颗粒,而高温和长时间反应条件则会得到更大的晶体和颗粒,但同时会降低颗粒的分散性和电导率。

此外,添加一些模板剂或表面活性剂也会有助于控制氧化铁纳米颗粒的形状和尺寸。

除了制备条件的调节,氧化铁纳米颗粒的催化性能也受到其形貌和结构的影响。

目前,多数研究表明纳米颗粒的晶面结构、缺陷、表面物理化学性质等与其催化性能密切相关。

例如,一些研究表明,拥有纯净、高指数晶面结构的氧化铁纳米颗粒具有更高的催化活性和选择性。

另外,研究者们还发现,纳米颗粒表面的吸附活性物种和催化物种之间的相互作用也会影响催化反应的过程和产物的分布。

由于氧化铁纳米颗粒具有较高的催化活性和选择性,因此在众多催化反应中都有着广泛的应用。

例如,氧化铁纳米颗粒可以用于有机化学中的均相和非均相催化反应,如氧化还原反应、Friedel-Crafts反应、羰基化反应等。

此外,氧化铁纳米颗粒还可以用于环境污染物的处理,如悬浮物、重金属离子和挥发性有机化合物的去除等。

然而,在实际应用中,氧化铁纳米颗粒的催化活性仍然存在一些问题。

如何进一步提高其催化性能是当前研究的热点和难点。

水热法制备纳米氧化物研究进展

水热法制备纳米氧化物研究进展

水热法制备纳米氧化物研究进展作者:查湘义来源:《科技创新与应用》2014年第01期摘要:介绍了水热法的原理及特点,综述了水热法制备纳米氧化物的方法以及水热法与其他方法的联合应用及研究进展,最后对水热法制备纳米氧化物进行了展望。

关键词:水热法;纳米氧化物;研究进展引言纳米氧化物的合成方法有气相法、固相法和液相法,而水热法通过在密闭的系统中,采用水溶液作为反应介质,创造一个高温高压的环境,从而使通常状态下不溶或者难溶的物质溶解并且重结晶,因而被广泛应用于功能材料的制备。

与其它方法相比,水热法具有不可替代的特点:其一,水热晶化是在密闭的高压釜内进行,可以控制反应气氛而形成氧化或还原反应条件,实现其它方法难以获得的某些物相的生成;其二,水热晶体是在相对较低的热应力条件下生长,因此其位错密度远低于在高温熔体中生长的晶体;其三,水热反应体系存在着溶液的快速对流和十分有效的溶质扩散,因而水热晶体具有较快的生长速率。

本文介绍水热法制备纳米氧化物的研究进展。

1 水热法的分类1.1 水热晶化法。

水热晶化是指在水热条件下以非晶态氢氧化物、氧化物为前驱物,经溶解再结晶,转变为新的晶核并长大的过程。

朱华[1]采用仲丁醇铝为铝源,硬脂酸为模板剂通过水热晶化法制备了介孔氧化铝分子筛,并对其制备条件进行了优化,其最佳条件为晶化温度为110℃,晶化时间为2d。

通过XRD、低温吸附-脱附、SEM等分析发现所得样品的比表面积高达408m2/g,孔容为0.65cm3/g,孔径分布在3~6nm范围内,平均孔径为3.4nm,证明其是一种典型的介孔分子筛。

1.2 水热沉淀法。

水热沉淀法是指在高压反应器中的化合物和可溶性盐与加入的各种沉淀剂反应,或沉淀剂在水热条件下产生,形成金属氧化物的过程。

董相廷等[2]用水热沉淀法合成了不同粒径的SnO2纳米晶,属于四方晶系。

结果表明:随着焙烧温度的升高,SnO2晶粒度增大;而平均晶格畸变率则随晶粒度的增大而减小,表明粒子越小晶格畸变越大,晶粒发育越不完整。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
磁记 录材 料 、 流 体 、 化 剂 、 磁 催 以及 生 物 医学 过 程 等 方 面。 目前 常用 的制 备 纳米 氧化 铁方 法 总体 上可 分
为干 法和 湿法 。湿法 包 括水 热法 、 迫水 解 法 、 强 凝胶

扫描电子显微镜 ( 日本 日 ) 聚 四氟内衬的 自制高 立 ;
压釜。
括微 波法 、 火焰 热分 解 、 相 沉 积 、 温 等 离 子 体化 气 低
醇回流 4 。抽滤 , h 加乙醇分散 , 装入高压釜, 加入对
应量 的 0 5 o LH 110C水 热反 应 1h . m l C 。8 o / 2。
学气相沉积法、 激光热分解 法等。湿法具有原料易
得且 可直接 使 用 ( 需 适 当净 化 处 理 ) 操 作 简 便 、 仅 、 粒 子 可控等特 点 , 而普遍 受 到重 视 , 因 尤其 在 工业生
2 2 实 验方 法 .
2 2 1 以 FC 起始 物 .. e 1为 配 制 1 o LFC 液 , 3 L加 水至 1m , m l e I溶 / 取 m 0 L 加入 一 定 量 0 9 o/ a H, 拌 3mi。加人 乙 . m lLN O 搅 0 n
溶胶法 、 微乳液法 、 沉淀法 , 胶体化学法等 ; 干法包
l 前 言
D M x A型 x射线衍射仪 ( 本理学耐侯 性 、 耐光 性 、 磁性并
10 x 0 C Ⅱ型透射 电子显微镜 ( 本 电子) S 50 日 ; 一 2
且对紫外线具有 良好 的吸收和屏蔽作用 , 可广泛应 用于闪光涂料 、 油墨 、 塑料 、 皮革 、 汽车面漆、 电子 、 高
o e p o u t h p s as u ft r d c g s a e wa l s mma z d h o i r e.
Ke r s:r n o i e;r n o i y wo d io xd io xde—h d o e h d ohema t o y r g n; y r t r lme d h
中 图分 类 号 : B 8 ; Q 2 .5 T 3 3 T 6 2 1 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 8—0 1 2 1 0 0 1 10 2 X( 00)6— 0 7—0 3
S u yo d oh r l y t ei fIo ieNa o a t l td n Hy r te ma nh s o r n Oxd n p ri e S s cs
第6 期

旭 , : 热法制备 纳米氧化铁 的研究 等 水
・1 7・
水热法制备纳米氧化铁的研究
杨 旭, 胡 波 , 胡 玲
20 1 ) 5 0 4 ( 山东省 化工 研究 院 , 山东 济南
摘要 : 对水热法制备纳米氧化铁以及氧化氢氧化铁进行 了研究。通过实验制得 了多种 不同形貌 的纳米 氧化铁 以及纳米 氧化 氢氧 化铁 , 利用 x射线电子衍射 ( R 、 X D) 透射 电子显微镜 ( E 、 T M) 扫描电子显微镜 ( E 对所得 产物进行 了表征 , S M) 研究 了反应时间、 温 度对最终产物形貌 、 粒径的影响 , 对产物的变化规律进行 了总结。 关键词 : 氧化铁 ; 氧化氢氧化铁 ; 水热法
产 中多用此法 ; 干法具有工艺流程短 , 操作环境好 ,
产 品质 量高 , 粒子 超细 、 匀 、 散 性好 等特 点 , 均 分 但其
技术难度大 , 对设备 的结构及材质要求高 。本文采
用 水热 法进行 研究 ¨ J 。
2 实验 部分
入乙醇回流 4 。抽滤 , h 加乙醇分散 , 装入高压釜, 加
入对 应 量 的 0 5 LLHN 3和 H 0,8℃ 水 热 反 . mo/ O 2 10
水热法合成 O— eO 的前驱体是 F O H, t F , e O 通 过使用尿素替代 N O 并且用 丙醇分散, a H, 可有效降 低体系的电离程度 , 得到单纯 的 FO H eO 。
22 2 以 F ( O ) .. e N ,3为起始 物 配制 l o LF ( O ) m l e N 3 3溶 液 , 3 L加 水 至 / 取 m 1m 加 入 一定 量 0 9 o LN O 搅拌 3 mn 0 L, .m l a H, / 0 i。加
Y ANG Xu, U H Bo, U i g H Ln
( hn o gC e cl n ut eerhIstt,ia 2 0 1 , hn ) S a dn h mi d s yR sa tue J n 5 0 4 C ia aI r c ni n
Absr c : li ro s r n xde wih p c f s a e wee b a n d n u e pe me t , a d we e t a t Mu tfi u io o i s a t s e i c h p s i r o t i e i o r x r i ns n r i v siae y X —r y di r c in,ta miso lc r n mir s o n e t td b g a f a to f r ns si n ee to c o c pe,a d s a n n l cr n mi r s o . n c n i g e e to c o c pe I a e n r s a c e ha he ef c fc nr l n h e cin tme,tmp r t e Th h ng s tnd n y th s b e e e r h d t tt fe to o tol g t e r a to i i e e aur . e c a e e e c
相关文档
最新文档