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排列三走势图最近1000:納米三氧化二鐵的研究進展

排列三走势图2000期360 www.erudbn.com.cn 納米三氧化二鐵的研究進展

摘要:三氧化二鐵納米材料因其獨特的物理化學性質,在光催化、鋰離子電池、超級電容器等方面有著廣泛的應用。隨著科學技術的不斷發展和對合成材料的迫切需求,納米三氧化二鐵的制備方法也不斷推陳出新,本文全面總結了制備三氧化二鐵納米粉末的一些常用方法及其優缺點,介紹了三氧化二鐵納米粉末的應用方向。

關鍵詞:三氧化二鐵;納米粉末;制備;性能;應用

1.引言與背景

 納米技術、信息技術及生物技術將成為21世紀經濟發展的三大支柱。納米材料是納米技術的基礎,現在已經廣泛地應用于光學、醫學、信息通訊、計算機技術、環境與能源、軍事、航天和航空領域等,多學科多領域在納米尺度上的相互交叉展現了巨大的生命力。它代表著今后人類科學和技術發展的趨勢,將成為人類在21世紀的主導科學。納米材料的尺寸介于微觀的原子和分子與宏觀塊體材料之間,它的比表面積大,原子排列、自旋磁結構、電子云結構等與塊體材料比有變化,導致其物理化學性質也發生了變化。人們對納米材料的研究,不僅是因為它們的尺度小,更是因為在小尺度下,會出現許多不一樣的性質,比如表面效應,庫侖電阻效應,能級分裂等。[1] 1.1鐵的氧化物  

鐵的氧化物作為金屬氧化物的一種,是非常重要的無機功能材料,是僅次于鈦白粉的第二大無機顏料。廣泛應用于各領域,如涂料、橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、化妝品等行業。同時,它可以用作拋光劑、催化劑、磁流體、磁記錄材料、氣敏元件等。鐵的氧化物的形貌及其相關性質的研究已成為材料工作者的重要工作內容。鐵的氧化物按價態、晶型和結構的不同可以分為氧化亞鐵(FeO)、氧化鐵(Fe2O3)和四氧化三鐵(Fe3O4)。氧化鐵(Fe2O3)是一種紅棕色粉末,俗稱鐵紅,它可用作油漆的顏料等。它有三種類型:α-Fe2O3,β-Fe2O3和γ-Fe2O3,第一種和第三種比較有應用價值。

2.三氧化二鐵(α-Fe2O3)

 α-Fe2O3簡稱氧化鐵,俗稱“赤鐵礦”,是一種常見的鐵氧化物。氧化鐵結構為剛玉型,禁帶寬度為2.2eV,在可見光下具有很強的吸收,是一種重要的n型半導體材料。由于α-Fe2O3在室溫下很穩定,合成成本低廉,抗腐燭能力強,環境污染小等優點,因此被廣泛應用于磁性記錄、鐵氧體的制備原料等。納米尺寸的α-Fe2O3由于具有納米材料的比表面大、尺寸小等特點,致使在化學性質上有更勝于塊體氧化鐵,如化學性質更穩定、催化活性高,還具有耐光、對紫外線屏蔽等性能。因此納米氧化鐵被廣泛用于化學催化,光催化環境處理[5],鋰離子電池超級電容器材料[2],臨床醫療等方面。

2.1三氧化二鐵納米的性質

2.1.1 光學性質

 當納米氧化鐵達到100nm 左右的粒徑時,粒子對可見光沒有散射能力、遮蓋能力降低,理論上可見光完全透過,因此呈現出透明的狀態,而且對紫外線還具有較強的吸收性能[1],因此我們稱其為透明氧化鐵。         2.1.2超順磁性質

 磁性鐵氧化材料主要是軟磁氧化鐵(α-Fe2O3)和磁記錄氧化鐵(γ-Fe2O3)α-Fe2O3在室溫下主要表現出弱鐵磁性,而當其粒子粒徑小于 8nm 時,在溫下就會表現出超順磁的性質[1]。γ-Fe2O3在室溫下表現出鐵磁性,其粒徑小于10nm 的時候,就會表現出超順磁的特性[1]。

3制備方法

 國內外已經探索出多種方法制備三氧化二鐵納米粉末,包括物理方法、化學方法以及化學物理方法?;Х椒ò掌躉?、溶膠-凝膠法、均勻沉淀法、膠體化學法、強迫水解法、水熱法、電化學合成法、反萃取法等;物理制備方法包括超臨界流體干燥法、冷凍干燥法、微波輻射法、噴霧熱分解法。從初始原料中鐵的存在價態上看,制備 α-Fe2O3的途徑可以分為兩類:一類是從 Fe2+發,在不同的氧化劑、沉淀劑的作用下,將 Fe2+氧化成 Fe3+制備α-Fe2O3。另一類是直接從 Fe3+出發,采取不同的實驗條件得到 α-Fe2O3,如圖 1-1所示。

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3.1均勻沉淀法

 許多人研究發現,利用均勻沉淀的原理,使鐵化合物和氨類化合物在水溶液[13]     或非水溶液中反應,控制反應條件,也可以制備氧化鐵。鐵化合物可以是硫酸亞鐵或硫酸鐵,氯化亞鐵或氯化鐵等。氨類化合物可以是尿素等。非水溶劑的選擇要根據原料及對產物的要求不同來選擇,一般為極性溶劑。水解溫度必須嚴格控制,溫度過高水分蒸發過快,體系濃度難以控制,同時鐵鹽的水解加劇,易出現成核不均的現象。溫度過低,則不利于水解的進行。該方法的優點是水解反應發生時,氨類化合物加熱產生的 NH4+、OH-。等,可以促進和控制鐵鹽的水解,達到快速均勻成核的目的,從而可以減少強水解帶來的雜質。另外由于反應在非水溶劑中進行,干燥時不易結塊,使顏料的分散性得到了改善。Patil 等人[14]在 300mL 酒精溶劑中加入 45g的FeCl2?4H20,60 ℃下加熱使之溶解,然后加入15g尿素和 5mL 水,反應,回流3h,最后過濾、洗滌、干燥后得氧化鐵黃。將冷卻回流后所得初產品升溫至 200℃,持續4h,處理可得三氧化二鐵納米粉末。

3.2氧化沉淀法

氧化沉淀法以二價鐵鹽為原料,所以在制備過程當中要通過氧化來實現從 Fe2+到Fe3+的轉化。根據先氧化后沉淀和先沉淀后氧化過程的不同,我們將其分為酸法和堿法。

  酸法是在酸性條件下,先氧化后沉淀的過程,常見的有空氣氧化法、過氧化氫以及氯酸鹽氧化法??掌躉òňе值鬧票負途逕ち礁黿錐?,即首先用低于理論量的堿將亞鐵離子沉淀為 Fe(OH)2,通空氣氧化制得 FeOOH 晶種,然后將晶種引入亞鐵鹽溶液中,繼續通空氣,Fe2+被直接氧化為 FeOOH,并沉積在晶種上使晶體不斷長大。Pitzer 等[3]發現對晶種進行熱處理,使之熟化一定時間,可以使納米氧化鐵在顏色飽和度方面有一定程度的改善,一般熱處理溫度在50 ℃至沸點之間,熟化時間由熟化溫度、pH 值及晶核大小決定。根據目標產物的不同,要控制不同的氧化沉淀溫度,如80~85 ℃較適合α-FeOOH 氧化鐵黃的生成,溫度過低,顏色飽和度下降,溫度過高,Fe2+擴散速度比較快,易生成黑色的Fe3O4。另外,酸法合成產物中易引入陰離子雜質,如 SO42-。等,它們的存在可使作為顏料的納米氧化鐵透明性下降。Pitzer 等[14]采用后處理的方法,將干燥前的初產品重新懸浮于一定濃度的氫氧化鈉溶液中,控制一定的反應溫度和攪拌時間,過濾洗滌數次以除掉雜質,處理后產物中 SO42-的含量降低了82.6%,顏料的透明性得到了很大程度的提高。與空氣氧化不同,氯酸鹽氧化法的氧化和沉淀過程是完全分離的。氯酸鹽首先將二價鐵氧化為三價鐵后,然后加堿得 Fe(OH)3無定型膠體,最后將膠體轉化為穩定的FeOOH。在反應過程當中,隨著氧化溫度的升高,轉化率也逐漸提高,一般溫度控制在65~75℃,轉化率可達99%以上。無定型膠體轉化為熱力學更穩定的晶體是整個反應中至關重要的一步,王之平等[4]在膠體中加入適量硫酸鐵和單質鐵,85℃下保溫使漿液 pH達 3.5~4.0,很好的實現了無定形膠體到FeOOH 的轉化,這可能是硫酸鐵和單質鐵反應產生的 FeOOH 在晶型轉化過程中起到了晶種的作用,大大加速了轉化速率。轉化終點控制在弱酸范圍內,一則可使硫酸鐵和單質鐵的反應順利進行,二則可以控制晶核的形成以及晶粒的生長,得到粒徑均勻的納米氧化鐵粒子。此外,為了防止粒子團聚,改善粒子的沉降過濾性能,所得產物需進行表面處理,表面活性劑通常選用烷基磺酸鹽類和苯基胍類?;ね苛喜墾芯克寐人嵫窩躉ㄉ朔拇缸?,長徑比為 3~4,粒度為10~50nm 的粉狀納米氧化鐵黃。除氯酸鹽外,還可用高錳酸鉀等氧化二價鐵為三價鐵。   堿法是先沉淀后氧化的過程,在復合添加劑存在下,向 Fe(II)化合物中加入堿性沉淀劑如氫氧化鈉、氨水、碳酸鹽等,得到 Fe(OH)2或 FeCO3沉淀,然后通空氣氧化,最后過濾水洗、干燥煅燒[18]。通過控制添加劑種類和用量、反應溫度、氧化速率以及煅燒溫度等條件可以得到各種顏色不同、晶型不同的納米級氧化鐵。復合添加劑主要包括穩定劑和晶型轉化促進劑,穩定劑如乙二酸、酒石酸等可以防止 Fe2+氧化為 Fe3+,保證Fe(OH)2沉淀時無 Fe(OH)3的生成,這樣可得到單一形貌,粒度分布均勻的產物。常見的晶型轉化促進劑有硫酸鹽、磷酸鹽及多元醇等。堿法由于堿過量,可以使產品含陰離子雜質低,易于分散,這是較酸法的優越之處。但是,如果原料含金屬陽離子雜質,它們與鐵共沉淀時,會嚴重影響產物質量。如 Mn 雜質被共沉時,在鐵黃中產生臟的綠色度,在鐵紅中產生臟的棕色度;而當有害金屬雜質被共沉時,則不能在食品包裝和化妝品中應用。所以,當原料中雜質不易除去時,不宜用堿法。此外,文獻[11]利用亞硝酸鹽在反應中產生 NO2、NO 對空氣氧化進行催化,大大加快了反應的進程。Patil 等[15]研究發現,在原料二價鐵鹽中加入氟化鹽可顯著提高氧化鐵顏料的著色強度。

3.3膠溶-相轉移法

 相轉移法制備超微粒子是在 20 世紀 80 年代初由日本學者伊藤征司郎等人[6]提出來的,其制各納米氧化鐵的過程一般分為溶膠形成和相轉移兩步。加堿到三價鐵鹽溶液中制成透明的 Fe(OH)3水溶膠,然后引入陰離子表面活性劑,由于表面活性劑在水溶液中電離,產生的負離子團與帶正電的膠體粒子發生電中和,使得膠體粒子表面形成有機薄層從而使之具有親油憎水性,再經有機溶劑萃取相轉移得有機溶膠,減壓蒸餾,干燥即得產品。李大成等[6]選擇在新沉淀、洗滌后的Fe(OH)3中加入 FeCl3溶液進行膠溶的方法制各水溶膠。新生成的 Fe(OH)3膠體沉淀具有很大的表面積和表面能,是熱力學不穩定體系,加入與其具有相同陽離子的 FeCl3電介質溶液可以使沉淀重新分散,形成溶膠。采取這樣的方法可以有效的去除原料中及沉淀吸附雜質離子的影響。Fe(OH)3沉淀應迅 速膠溶,否則沉淀老化,則不能再膠溶。楊雋等[6]也報道了膠溶-相轉移法制備氧化鐵超微粒子。但是由于有機溶劑易燃,有毒,產品成本較高,因此必須考慮有機溶劑的循環使用,來降低成本,防止環境污染。

3.4溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法(sol-gel)是以無機鐵鹽或金屬醇鹽為原料,經過水解,醇解或聚合形成溶膠,溶膠在一定條件下脫水形成凝膠,再經干燥、熱處理形成納米氧化鐵的過程?;諼藁穩芙旱哪夯諭閹討屑自斐閃W油啪鄢ご蟮目悸?,通常加入十二烷基磺酸鈉(SDS)等表面活性劑作為穩定劑。膠凝作用是由溶膠中膠體顆粒之間的范德華力、靜電力和布朗運動等表面上的物理作用力以及空間相互作用力所決定的,受溶液濃度、pH 值、反應溫度、催化劑種類等很多因素的影響,控制不好就會生成粒狀沉淀物。Sugimoto[23]等人用溶膠-凝膠技術制備均分散 α-Fe2O3膠粒時發現,體系中預先加入α-Fe2O3的晶種可使膠凝時間大為縮短,粒子體積減小。醇鹽凝膠化是利用醇鹽水解和縮聚來完成的,金屬醇鹽先進行水解反應,而后再進行分子間的縮聚,兩個反應交叉進行,水解過程中包含縮聚反應,而縮聚產物也會發生水解反應。在縮聚反應中,溶膠粒子相互交聯,溶膠粘度不斷增加,粘性液體會突然變為彈性凝膠,隨進一步縮合,凝膠聚合度增加,最終形成三維網絡。凝膠的干燥是溶膠-凝膠過程的關鍵性環節,除傳統的加熱干燥、減壓干燥外,冷凍干燥、超臨界流體干燥技術也已應用于溶膠-凝膠法制備納米氧化鐵。[23-24]

3.5強制水解法

 強制水解法是利用金屬鹽溶液強迫水解制備單分散納米粒子的一種重要方

法。通常利用稀的Fe3+離子水溶液在95-100 ℃下加熱強制水解生成氧化鐵結構。王偉課題組利用FeC13和HCl為原料,100 ℃水浴下制備了多種形貌的 Fe2O3納米粒子見圖 Fig.1.1。[8]

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3.6 水熱法

 高溫、高壓下,在水、醇等一些有機溶劑中,非平衡的條件下進行的化學反應過程稱之為水熱法。,以水為溶劑,在一定溫度和水的自身壓強下,原始混合物進行反應制備微粉的方法。由于在高溫高壓水熱條件下,特別是當溫度超過水的臨界溫度 (647.2 K) 和臨界壓力 (22.06 MPa) 時,水處于臨界狀態,物質在水中的物性和化學反應性能均發生很大的變化,因此水熱化學反應異于常態。一些熱力學分析可能發生的,但在常溫常壓下受動力學影響進行緩慢的反應,在水熱條件下變得可行。這是由于在水熱條件下,可加速水溶液中的離子反應和促進水解反應、氧化還原反應、晶化反應等的進行。作為熱力學上自發進行的過程,鐵的羥基配合物易轉化為比較穩定的 FeOOH,FeOOH 脫水可進而轉化為更加穩定的 Fe2O3,由于這兩步自發反應的速度都非常慢,所以通常在水熱體系下來改變其相轉化條件以加速反應的進行。研究表明以 FeCl3為原料,水熱合成的過程中 Fe2O3的結晶和晶體生長是極其復雜的,同一晶體表現出不同結晶形態,這不僅僅是晶體內部結構在三維空間上的反映,而且與外部生長環境密切相關。水熱反應中制得的納米材料結晶化好、粒度小、粒徑分布窄、不易團聚、容易得到新穎結構。近年來,水熱法制備納米材料日益受到人們普遍的關注。王德寶課題組利用簡單的水熱方法合成出了不同形貌的 α-Fe2O3微球,見圖 Fig.1.2

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3.7水解法

3.7.1沸騰回流水解法  

 沸騰回流水解法該法多以 FeCl3或 Fe(NO3)3?9H20 為原料,在當攪拌下,沸

騰回流一定時間制備納米氧化鐵?;亓髑巴ǔ<尤胍恍┙峋е寥?HEDP[27]、NaH2PO4、檸檬酸、酒石酸、二膦苷酸等來控制晶體生長。結晶助劑與 Fe3+的絡合,降低了 Fe3+的水解速度,更易于得到表面平滑,粒徑均勻的氧化鐵粒子。不同的結晶助劑和濃度對晶體形貌的影響都不同,這與它們的絡合能力以及在晶核上吸附的空間構型有關,如磷酸根的吸附可以得到紡錘形粒子,在一定酸度下,HEDP 吸附可以誘發氧化鐵晶須的生成?;亓鞣從μ逑?pH不能太高或太低,太高則生成的粒子粗糙,粒徑大;太低則不利于水解的進行,產率低,所以反應一般在弱酸性條件下進行?;亓魘奔?、原料濃度等對產物的形貌也有重要的影響,隨回流時間的延長,粒子主要在沿著偶磁矩的方向逐漸長大,當然形狀也會發生相應的改變[4]。另外,研究中還發現 Na2SO3[4]以及一些金屬陽離子如 Sn4+、Fe2+可對FeOOH 的相轉化起到催化作用,且對粒徑及晶體形貌無影響。魏雨等[31]通過試驗表明,Fe2+首先吸附于 Fe(OH)3或 FeOOH 的表面,通過電子轉移氧化還原反應,加速了 FeOOH的溶解,促進了相轉化的進行?;亓鞣ㄊ竊詵刑謁肪持薪蟹從?,內部粒子的相對運動加速,反應時間較傳統強迫水解法及溶膠-凝膠法大大縮短,但能耗較高。 3.7.2微波水解法 作為一種加熱方法,微波輻射從 1986 年起就開始在化學領域得以應用。微波輻射制備納米氧化鐵利用了微波的“內加熱效應”,在高頻率的電磁場作用下,反應物中的極性分子接受輻射能量而產生高速度的旋轉運動 (數十億次/秒),由此產生的內熱極有利Fe(OH)3凝膠 (或沉淀) 的溶解和重結晶過程,再加上微波對六水合羥基鐵明顯的脫水作用,也促使了 Fe2O3晶核的形成,大大縮短了相轉化的時間。反應過程中加入 Na2PO4、溴化十六烷基三甲(CTAB)、三乙烯四胺(TETA)、N, N﹣二甲基酰胺、聚乙烯吡咯啉酮(PVP)等可以很好地控制粒徑及晶型,作用機理同沸騰回流法。微波水解法比常規水解法制得的粒子小,產率高,較溶膠-凝膠法則大大縮短了陳化時間。[19-23]

3.8干法

 干法具有工藝短、操作環境好、產品質量較好等特點。但是其技術難度較大,

對設備要求比較高。干法又可以分為氣相法和固相法。 3.8.1氣相法

 氣相法在制備納米粒子的方法占有重要的地位。他分為化學氣相沉積法和物

理氣相沉積法?;喑粱ㄖ饕搶沒臃⑿緣慕鶚粞躉锘蛘囈鶚艫ブ收羝üХ從ι苫璨?,它又可以分為氣相氧化、氣相熱解、氣相水解等。物理氣相沉積法,是利用電弧、高頻或者等離子體高溫熱源將氧化物加熱,使之汽化,然后聚成納米粒子。氣相法通常用羰基鐵[Fe(CO)5]或二茂鐵[FeCP2]為原料。譬如:用 N2把 Fe(CO)5從蒸發室帶入 600℃的燃燒室中,然后高速噴入高速流的空氣。經過充分反應后,將所得產品經驟冷、旋風分離得到超細顏料粒子[6]。所得產品平均粒徑在 5~10nm,比表面積為 150m2/g,而且其熱穩定性和分散性良好。氣相法優點是設備簡單,反應條件容易控制,顆粒分散性較好、粒徑小、分布窄,已有部分材料形成工業化生產。但是其缺點是:產率低、成本較高、粉末收集困難。

3.8.2固相法

 納米氧化物的固相制備方法有機械粉碎發和固相化學反映法?;搗鬯櫸ㄊ?/p>

利用介質和物料間相互研磨和沖擊,以達到超細化,但是難使粒徑小于 100nm。固相化學法合成納米是指把金屬鹽或金屬氧化物按配方充分混合,研磨后進行煅燒,然后再進行研磨得到納米粒子。邱春喜[7]用 Fe(NO3)·9H2O 和 NaOH 固-固反應直接制備了納米三氧化二鐵。用此種方法,需要注意研磨的力度、研磨的時間以及灼燒的溫度和時間參數。固相法可以簡化合成工藝,而且不需要高溫處理,可以避免粒子團聚,是一種廉價簡易的新方法。

3.9微乳液法

  微乳液法是利用兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成一個均勻

的乳液,從乳液中析出固相, 以使成核、生長、聚結、團聚等過程局限在一個微小的球形液滴中, 從而形成球形顆粒, 又避免了進一步團聚。徐甲強等[ 17] 以FeCl3為原料,以一定比例在溴化十六烷基三甲胺( CT-MAB ) /正丁醇/環己烷/H2O 微乳體系中混合均勻, 經處理制得α- Fe2O3 納米粒子。  微乳液法實驗裝置簡單,能耗低,操作容易,所得納米粒子粒徑分布窄易于實現高純化,且分散性、界面性和穩定性好。與其它方法相比粒徑易于控制,適用面廣,但工藝操作較難控制。

4.三氧化二鐵納米粉末的性能與應用前景

4.1氣敏特性與應用

 由于表面效應,當外界環境發生變化時,粒子表面或界面上的離子價態和電子隨著外界環境的變化而變化,可將納米 α-Fe2O3制成靈敏的傳感器,研究發現它們對易燃或者有毒氣體的檢測有良好的氣敏性質的,用于氫氣、乙醇、一氧化碳及其他有毒氣體的檢測。Zhang等[9]人用α-Fe2O3納米材料研究對乙醇的傳感特性,結果發現,在28℃下對50ppni的乙醇的反應時間只需要1s。

4.2電化學特性與應用  

 研究發現α-Fe2O3納米納米材料可以作為鋰離子電池的陽極材料,并且形狀對其電化學性能有很大影響,鋰離子的嵌入性能和晶體的結構有關,它能嵌入到晶體結構的內層,隧道,孔道等[10]。對于納米級 α-Fe2O3材料,晶體表面的孔道允許其他的原子或分子,比如鋰離子進入。如果通過增加納米級 α-Fe2O3材料的比表面積或者使之成為多孔結構可以更好的改善鋰離子的嵌入性能。因此,近期有許多課題組開展了納米級 α-Fe2O3材料應用在鋰離子電池方面的研究工作。Wang等人利用模板法制備得到α-Fe2O3空心球,用作為鋰離子電極材料,經過測試發現經過循環充/放電100次之后其電容仍保持710mAhg-1不變。

4.3磁性特性與應用

 α-Fe2O3常常用于合成磁性材料 Fe3O4和 γ-Fe2O3的原料,通常不能被直接用作磁性材料。我們知道,材料的磁性依賴于很多因素,如材料的形貌,材料的尺寸,材料的晶體結構等等。同塊體材料的 α-Fe2O3相比,由于形貌和粒子大小的不同,納米級別的α-Fe2O3常常表現出不同尋常的磁性行為。近期的一些工作認為 α-Fe2O3納米材料可能出現一些強烈的依賴于其形貌和結構的磁學性質,可能對于進一步理解磁性的來源和機理有著重要的意義。[19-23]

4.4催化特性與應用

α-Fe2O3是一種半導體材料,其作為光催化劑已經吸引了U內外研究者越來越多的關注。Qiu等[22]人利用微波輔助水熱法制備到了尺寸大小約為5nm的α-Fe2O3納米粒子,用于催化CO、2-丙醇轉化為CO2,結果發現當氣流量為10min-1、反應溫度達到170℃時能使CO完全轉化為CCh,即使反應長達16h后產率仍保持不變,并且對催化反應后的α-Fe2O3納米材料進行了 TEM表征,結果發現α-Fe2O3納米材料的形貌幾乎沒發生變化,說明α-Fe2O3催化反應體系中保持了很好的穩定性。Wang等[24]人以α-Fe2O3納米粒子光催化降解藏紅T和焚光黃,結果顯示α-Fe2O3納米粒子對它們均有很好的催化降解功能。

5結論與展望

 制備三氧化二鐵納米粉末的方法,除了前文提到的氧化沉淀法、溶膠-凝膠法、均勻沉淀法、微乳液法、強迫水解法、水熱法、沸騰回流水解法、微波水解法,還包括空氣氧化法、模板法、反萃取法等;上述制備三氧化二鐵納米粉末的方法均有利弊:強迫水解法水解濃度低,需在沸騰下進行耗能大;均勻沉淀法、氧化沉淀法制備的納米氧化粉體,反應條件溫和、成本低,易于工業化生產,其最大難題是納米粉體的團聚問題;膠體化學法雖然可以有效的防止 微粒聚集,但是這種方法有機溶劑易燃、有毒,產品成本高;微乳液法能耗低,操作容易,且分散性、界面性和穩定性好,與其它方法相比粒徑易于控制,適用面廣,但工藝操作較難控制。因此應綜合考慮選用合適的制備三氧化二鐵納米粉末的方法,并進一步研究出工藝設備簡單成本低的制備方法。     納米三氧化二鐵具有納米材料的優異性能且成本低,在光催化、鋰離子電池、超級電容器等方面有著廣泛的應用開發前景;隨著科學技術的不斷發展和對合成材料的迫切需求,納米氧化鐵的制備方法也不斷推陳出新,各種方法不斷交叉滲透,取長補短,力求制備出性能優異的納米氧化鐵顆粒。

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