五羰基铁
羰基铁粉
◆中文名称：羰基铁粉简称CIP◆英文名称：Carbonyl Iron Powder◆CAS编码：7439-89-6, UN 3089◆分子式：Fe◆分子量：55.845羰基铁粉最早由德国人发明，二战时德国的工厂被美国征收，从此美国也开始生产羰基铁粉。
目前德国BASF公司拥有世界上最大，最先进的羰基铁粉生产线。
羰基铁粉是通过CO与铁在高温高压下反应，生成5羰基铁油状物，经低压分离后得到产品。
经退火防氧化处理即可出货。
当温度为200℃，200bar的条件下羰基合成反应式如下Fe+5CO =Fe(CO)5羰基铁在300℃，1bar的条件下分解为Fe和COFe(CO)5= Fe+5CO在分解过程中，因为Fe 有催化CO与CO2 反应的作用，通常采用通NH3 作为保护气体来抑制该反应。
这样一来羰基铁粉中就不可避免的会有N元素的存在。
从旋风收集器中收集到的产品一般铁含量约在97%左右，其中C和N的含量均小于1%。
由于有Fe2O3，Fe3N 等杂质的存在，同时，铁粉表明也会对CO和NH3气体有一定的吸附，这些因素造成铁粉硬度比较大，通常被称之为硬粉。
将铁粉用H2气体还原1小时，铁含量将提高到99.0%左右，同时其他元素的含量也将明显降低。
这种还原过的羰基铁粉，硬度稍低，也被称之为软粉。
羰基铁粉活性很大，正常情况放置一段时间后，因为熵的增加，会发生自动团聚。
发生团聚的铁粉颗粒度增加，颗粒粘粘，对于注射成型应用有比较大的影响。
目前市场上质量最好的羰基铁粉为德国BASF公司生产。
羰基铁粉对工艺的要求非常高，5羰基铁分解时温度变化3度，气体流量增加5%就能明显改变羰基铁粉粒度及碳含量。
外观：深灰色粉末。
◆基本用途：1.传统粉末冶金及注射成型：传统粉末冶金中的高比重合金，需要采用活性较大的铁粉作为烧结中的液相，形成较为连续的粘结相，抑制脆性相的产生，从而获得高致密度或全致密的高性能产品。
军工项目中主要用于替代已经被禁止的贫铀材料来生产穿甲弹弹芯。
羰基铁粉的制备
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2.1高压气相合成法
影响合成反应的因素
羰基铁合成反应为体积减少的反应，因此提高一氧化碳的眼里，有利于 合成反应的进行，如一氧化碳压力小于15MPa和温度低于150℃，则反应速率 减慢或中止。 一氧化碳气体中的氧化性气体含量应严格控制，尤其是游离氧，当其超 过一定量时，釜内反应温度会急剧上升，导致铁被氧化和碳化而中止反应。 合成温度。釜内温度超过220℃时，在生成的五羰基铁催化剂作用下， 2C0→CO2+C加速进行，反应析出的碳沉积在铁的表面，导致羰基铁的提取率 明显降低。 加入少量催化物质，如硒、硫或氨等，可起到加速合成反应速度和提高 羰基铁提取率的作用。 在合成过程中，及时移走五羰基铁和更新一氧化碳，以增加一氧化碳与 铁的接触几率，有利于反应进行，从而提高合成反应速率和五羰基铁的提取 率。
4.羰基铁粉的应用
（3）农业 利用超微铁粉进行磁优良选种。可使其发育快，提高单位面基产量，美 国采用此法优选草籽，提高牧草产量和面积。 采用气相沉积法，生产羰基铁爆硅藻土，用以改善酸性土壤。 （4）医药领域 美国ISP公司的羰基铁粉已经正式被美国药品管理监督局认可，可直接添 加到食品中作为铁元素补给。目前的数据表明，羰基铁粉被人体吸收率超过 80%，远远超出目前使用的化合物铁补给物。同时，羰基铁粉的使用也不会造 成因铁元素摄入过量而出现中毒现象。 在食品铁营养添加剂领域，美国食品处方中规定元素铁粉用于合格的饮 食中，必须要纯度高、粒度细、比表面积大(应用的羰基铁元素铁粒度为 0.5~10 μ m)。目前，美国每年在面包和面粉中添加元素粉用量在900 t左右。 国内部分牛奶产品中标定100 g中铁含量为6~10 mg。 （5）化工行业 羰基铁用作抗磨剂，添加小于0.1%的Fe(CO)5合成汽油，辛烷值从61提高 到96，比苯增加了350倍，加入有机酸等用来降低Fe(CO)5添加剂对发动机汽 缸的磨损，与四乙基铅汽油比较具有优势。
羰基铁粉情况初步调研
关于羰基铁粉的初步调研1 关于羰基铁粉概述自1889年蒙德(IJudwigMond)和兰格尔(CarlLanger)发现了羰基镍，引起了科学家们的浓厚兴趣。
周期表中某些过渡族元素(镍、钻、铁等)能与一氧化碳反应生成羰基化合物，经热分解可获得不含有害杂质、粒度细、活性大等性能独特的羰基粉末。
而羰基铁粉是利用气法精炼技术生产而得，是由五羰基铁[Fe(CO)5]热分解制取的超微粉末，属于高新技术产品。
羰基铁粉产品种类繁多，分为普通羰基铁粉、磷化羰基铁粉、还原羰基铁粉、包覆羰基铁粉和合金羰基铁粉等多种，而每种因形貌、粒径、纯度、性能的不同又包含着许多品种，不同的羰基铁粉有着不同的用途，因此羰基铁粉的应用分布极为广泛，其具体应用如下：（1）借其活性大，粒度细的特点，以及良好的成型性和烧结性，在铁基粉末冶金结构零件中添加少量羰基铁粉，可以降低烧结温度，改善和提高制品的组织结构、机械性能，是生产高品质粉末冶金制品的原料。
（2）用作高密度合金添加剂，可防止形成脆化相。
已应用于制造穿甲弹，永不磨损高密度手表零件等。
（3）以羰基铁镍作硬质合金粘结剂替代价格昂贵的钴粉，生产矿用硬质合金工具，达到YG硬质合金同类产品性能，经现场考察使用寿命比同类YG合金长。
（4）羰基铁粉形呈洋葱球层状独特结构，其具有良好磁性能，用于制造导磁介电铁芯，高频磁芯和多种软磁材料元件。
（5）用作超硬材料和磨料磨具添加剂。
是金刚石工具和砂轮优良的粘结剂。
产品可达到其它铁粉不可替代的品质性能。
（6）在农业上，利用超微铁粉进行磁优选良种，使其发育快，提高单位面积产量，美国采用此法优选草籽，提高牧草产量和面积。
（7）在医药领域和食品铁营养添加剂应用。
可以服用帮助女性提高生理补血功能，纳米级羰基铁粉可被用作注射用补铁剂，可作为靶向材料在外磁场和药物作用下治疗肿瘤。
在作为食品添加剂方面，美国食品处方(Food chemicolsCoder)中规定元素铁粉对于合格的饮食，铁必须要纯度高，粒度细，比表面积大(应用的羰基铁元素铁粒度为0.5~10μm)，目前，美国每年在面包和面粉中添加元素粉用量在900t左右。
羰基铁的脱除
羰基铁的脱除
羰基铁是一种有毒物质，会对人体造成危害。
因此，在工业生产中，通常需要对含有羰基铁的物质进行脱除。
羰基铁的脱除方法主要有以下几种：
1.加热分解法：将含有羰基铁的物质加热到一定温度，使羰基铁分解为无毒物
质。
例如，将含有羰基铁的煤气加热到500℃以上，羰基铁会分解为二氧化碳和一氧化碳。
2.催化分解法：在加热分解法的基础上，加入催化剂，可以提高羰基铁的分解
效率。
例如，将含有羰基铁的煤气加热到500℃以上，并加入氧化铁催化剂，羰基铁会分解为二氧化碳、一氧化碳和水。
3.吸附法：利用吸附剂对羰基铁进行吸附，将羰基铁从含有羰基铁的物质中分
离出来。
例如，可以使用活性炭、硅胶等吸附剂对含有羰基铁的气体进行吸附。
4.化学反应法：利用化学反应将羰基铁转化为无毒物质。
例如，可以使用硫酸
与含有羰基铁的物质反应，将羰基铁转化为硫酸铁。
羰基铁粉情况初步调研
关于羰基铁粉的初步调研1 关于羰基铁粉概述自1889年蒙德(IJudwigMond)和兰格尔(CarlLanger)发现了羰基镍，引起了科学家们的浓厚兴趣。
周期表中某些过渡族元素(镍、钻、铁等)能与一氧化碳反应生成羰基化合物，经热分解可获得不含有害杂质、粒度细、活性大等性能独特的羰基粉末。
而羰基铁粉是利用气法精炼技术生产而得，是由五羰基铁[Fe(CO)5]热分解制取的超微粉末，属于高新技术产品。
羰基铁粉产品种类繁多，分为普通羰基铁粉、磷化羰基铁粉、还原羰基铁粉、包覆羰基铁粉和合金羰基铁粉等多种，而每种因形貌、粒径、纯度、性能的不同又包含着许多品种，不同的羰基铁粉有着不同的用途，因此羰基铁粉的应用分布极为广泛，其具体应用如下：（1）借其活性大，粒度细的特点，以及良好的成型性和烧结性，在铁基粉末冶金结构零件中添加少量羰基铁粉，可以降低烧结温度，改善和提高制品的组织结构、机械性能，是生产高品质粉末冶金制品的原料。
（2）用作高密度合金添加剂，可防止形成脆化相。
已应用于制造穿甲弹，永不磨损高密度手表零件等。
（3）以羰基铁镍作硬质合金粘结剂替代价格昂贵的钴粉，生产矿用硬质合金工具，达到YG硬质合金同类产品性能，经现场考察使用寿命比同类YG合金长。
（4）羰基铁粉形呈洋葱球层状独特结构，其具有良好磁性能，用于制造导磁介电铁芯，高频磁芯和多种软磁材料元件。
（5）用作超硬材料和磨料磨具添加剂。
是金刚石工具和砂轮优良的粘结剂。
产品可达到其它铁粉不可替代的品质性能。
（6）在农业上，利用超微铁粉进行磁优选良种，使其发育快，提高单位面积产量，美国采用此法优选草籽，提高牧草产量和面积。
（7）在医药领域和食品铁营养添加剂应用。
可以服用帮助女性提高生理补血功能，纳米级羰基铁粉可被用作注射用补铁剂，可作为靶向材料在外磁场和药物作用下治疗肿瘤。
在作为食品添加剂方面，美国食品处方(Food chemicolsCoder)中规定元素铁粉对于合格的饮食，铁必须要纯度高，粒度细，比表面积大(应用的羰基铁元素铁粒度为0.5~10μm)，目前，美国每年在面包和面粉中添加元素粉用量在900t左右。
五羰基铁壳聚糖微球
五羰基铁壳聚糖微球的制备谢荣A计划：取0.8g粉状壳聚糖溶于2%乙酸(0.8mL乙酸加入40mL水)，加入2.0mLFe（CO）5（含Fe为0.8g）搅拌均匀，呈透明状粘稠液体（其中Fe（CO）5为橘红色液滴）；超声波处理140min，此时溶液已分散均匀为灰色。
加入8.0mL span-80和80mL液体石蜡立即分层，上层无色液体下层为灰色乳液；高速搅拌2.5h为白色乳液。
加入8.0mL甲醛并水浴40°C 回流且继续搅拌2h后仍为白色乳液。
静置过夜后分层，上层为淡黄色液体下层为白色乳液。
继续搅拌均匀后加热并安装稀KMnO4尾气吸收装置吸收尾气（CO）。
当温度上升到100°C时开始有气体产生，106°C时大量气体产生，110°C时烧瓶壁有黄色物质产生，维持110°C2h后停止加热。
待降温后滴入300mL高速搅拌的10%NaOH/乙醇溶液（体积比1:1）中并保持搅拌50min使其充分分散。
再于磁力搅拌器上静置分层除去油水层（沉聚时固体颗粒非常小）；过滤并用大量蒸馏水和石油醚洗，将所得固体60°C真空干燥得黄棕色粉状固体0.38g.产率：23.8%AA计划：取41.72g壳聚糖2%乙酸溶液（含壳聚糖0.8g），加入2.0mLFe（CO）5（含Fe为0.8g）搅拌均匀，呈透明状粘稠液体（其中Fe（CO）5为橘红色液滴）；超声波处理200min，此时溶液已分散均匀为灰色。
加入8.0mL span-80和80mL液体石蜡立即分层，上层无色液体下层为灰色乳液；高速搅拌3h为白色乳液。
加入8.0mL甲醛并水浴40°C回流且继续搅拌2h后为白色微黄乳液。
静置过夜后分层，上层为黄色液体下层为白色乳液，继续搅拌均匀后加热并安装稀KMnO4尾气吸收装置吸收尾气（CO）。
当温度上升到106°C时开始有气体产生乳液开始变黄，110°C时大量气体产生，乳液为黄色，烧瓶支口有黄色块状物质结成；120°C为棕色溶液，保持120°C（其中有150°C高温约1min） 1h后降温。
五羰基铁-安全技术说明书MSDS
第一部分化学品及企业标识化学品中文名：五羰基铁化学品英文名：iron pentacarbonyl化学品别名：羰基铁CAS No.：13463-40-6EC No.：236-670-8分子式：C5FeO5第二部分危险性概述紧急情况概述液体。
高度易燃,其蒸气与空气混合，能形成爆炸性混合物。
吞食后有剧毒。
跟皮肤接触有剧毒。
吸入有剧毒。
短期暴露有严重损伤健康的危险。
长期暴露有损伤健康的危险。
GHS危险性类别根据GB30000-2013化学品分类和标签规范系列标准（参阅第十六部分），该产品分类如下：易燃液体，类别2；急毒性-口服，类别2；急毒性-皮肤，类别2；急毒性-吸入，类别1；特定目标器官毒性-单次接触，类别1；特定目标器官毒性-重复接触，类别2。
标签要素象形图警示词：危险危险信息：高度易燃液体和蒸气，吞咽致命，皮肤接触致命，吸入致命，对器官造成损害，长期或重复接触可能对器官造成伤害。
预防措施：远离热源、热表面、火花、明火以及其它点火源。
禁止吸烟。
保持容器密闭。
容器和接收设备接地和等势联接。
使用不产生火花的工具。
采取措施，防止静电放电。
不要吸入粉尘/烟/气体/烟雾/蒸气/喷雾。
严防进入眼中、接触皮肤或衣服。
作业后彻底清洗。
使用本产品时不要进食、饮水或吸烟。
只能在室外或通风良好之处使用。
戴防护手套/穿防护服/戴防护眼罩/戴防护面具。
[在通风不足的情况下]戴呼吸防护装置。
事故响应：立即呼叫中毒急救中心/医生。
如感觉不适，须求医/就诊。
漱口。
如误吞咽：立即呼叫中毒急救中心/医生。
如误吸入：将受人转移到空气新鲜处，保持呼吸舒适的体位。
如接触到：呼叫中毒急救中心/医生。
立即脱掉所有沾染的衣服，清洗后方可重新使用。
如皮肤(或头发)沾染：立即去除/脱掉所有沾染的衣服。
用水清洗皮肤或淋浴。
安全储存：存放处须加锁。
存放在通风良好的地方。
保持容器密闭。
存放在通风良好的地方。
保持低温。
废弃处置：按照地方/区域/国家/国际规章处置内装物/容器。
羰基铁吸波材料
羰基铁吸波材料
羰基铁吸波材料是一种以羰基铁为主要成分的吸波材料，也称为铁基吸波材料。
羰基铁是一种气态化合物，由铁和一定量的一氧化碳组成，化学式为Fe(CO)5。
羰基铁具有较好的电磁波吸收性能，可以通过改变制备条件和工艺方法来调控其吸波性能。
羰基铁吸波材料具有高的吸波性能和频宽，可以在较宽的频率范围内实现良好的吸波效果。
此外，羰基铁吸波材料还具有低成本、易制备、透明度高等优点，因此被广泛应用于电磁波吸收领域，特别是在航空航天、军事和通信等领域有着广泛的应用。
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五羰基铁
二、化学表达式：Fe(CO)5
Fe(CO)5具有一定的自然性，其燃烧产物是Fe2O3与CO2.它是一种琥珀色液体，对紫外线辐射很敏感。
在紫外线作用下，将分解成Fe2（CO）9与CO。
Fe2（CO）9呈橙黄色，为不稳定的羰基化合物。
因此Fe(CO)5需要装在特殊容器中存放在暗处。
Fe(CO)5溶解于丙酮、乙醚、苯，基本上不溶于水。
三、制取原理
Fe(CO)5是在200大气压和180～200℃下，用工业纯CO处理含铁原料合成的。
其反应式如下；
20MPa 200℃
Fe+5CO Fe(CO)5
在五羰基铁合成过程中，自然而然地就除去了原料中的大部分杂质（S、P、Si），因为在合成条件下它们都不生成挥发性的羰基物。
四、五羰基铁应用
1.五羰基铁可作为发动机燃料的添加剂。
2.五羰基铁作为用于生产氧化铁的原料。
当五羰基铁在充分的空气燃烧时，形成十分纯的高分散的氧化铁Fe2O3，获得的产物是很轻的海绵状粉末，密度为0.5千克/米3，单个粒子呈球形，平均尺寸等于0.1微米，粉末可作为抛光和颜料介质使用。
从五羰基物中生产的氧化铁，可推荐作为录音带的磁性材料，同时作为生产高质量的铁氧体.采用化学计量中以氧气氧化五羰基铁来生产r—氧化铁，通常实施的生产材料与r—铁化铁应用相比较，一般应用的性能高。
3.五羰基铁用于生产照像纸的感光材料。
4.五羰基铁作为生产羰基铁粉的原料。
2000年11月14。