棒状纳米氧化铁及其制备方法与流程
瑞禧生物2025-02-12   作者:lkr   来源:
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纳米氧化铁由于其物理化学性质,在诸多领域展现出了巨大的应用潜力,如磁性材料、催化、生物医学等。其中,棒状纳米氧化铁更是凭借其特殊的形貌优势,例如较大的比表面积和各向异性等特点,备受关注。下面将详细介绍一种棒状纳米氧化铁的制备方法与流程。

 

制备方法与流程

(一)原料准备

以九水合硝酸铁(Fe (NO₃)₃・9H₂O)作为铁源,这是一种常见且容易获取的含铁化合物,纯度通常选择分析纯级别,以保证制备产物的质量。同时,准备适量的氢氧化钠(NaOH)作为沉淀剂,用于调节溶液的酸碱度促使铁离子沉淀,去离子水作为溶剂,用于配制所需的溶液,避免杂质离子对产物的影响。

(二)溶液配制

准确称取一定量的九水合硝酸铁,将其溶解在适量的去离子水中,通过磁力搅拌器进行充分搅拌,使其完全溶解,形成均匀透明的硝酸铁溶液,溶液浓度可根据目标产物的产量和粒径等需求进行调整,一般浓度范围在 0.1 - 0.5 mol/L 之间。另外,配制一定浓度的氢氧化钠溶液,浓度通常在 1 - 3 mol/L 之间,同样通过搅拌使其均匀混合。

棒状纳米氧化铁 

(三)沉淀反应

在带有搅拌装置和温度控制功能的反应容器中,将配制好的硝酸铁溶液缓慢加入到持续搅拌的氢氧化钠溶液中,这个过程中会发生沉淀反应,生成氢氧化铁沉淀。反应温度一般控制在 60 - 80℃之间,在此温度下有助于氢氧化铁沉淀更好地成核与生长,同时保持搅拌速度适中,避免溶液飞溅以及使反应更加均匀,反应时间大约持续 30 - 60 分钟,通过该过程可以初步得到氢氧化铁的前驱体。

(四)水热反应

将上述得到的氢氧化铁沉淀连同溶液一起转移至具有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中,填充度一般控制在 70% - 80% 左右,密封好反应釜后放入烘箱中进行水热反应。水热温度设定在 160 - 200℃之间,反应时间保持在 12 - 24 小时。在水热的高温高压环境下,氢氧化铁会发生晶型转变以及形貌的重构,逐渐形成棒状的纳米氧化铁结构。

(五)后处理

水热反应结束后,待反应釜自然冷却至室温,取出反应产物,通过多次离心洗涤,使用去离子水和无水乙醇交替进行,去除表面残留的杂质离子和未反应完全的原料等。然后将洗涤后的产物放置在真空干燥箱中,在 60 - 80℃下干燥 12 - 24 小时,最终得到纯净且干燥的棒状纳米氧化铁粉末。

棒状纳米氧化铁 

通过以上详细的制备方法与流程,可以较为稳定地制备出棒状纳米氧化铁,并且通过对反应条件如温度、时间、原料浓度等的调控,还能够实现对棒状纳米氧化铁的尺寸、长径比等形貌和结构特征的有效控制,以满足不同应用领域对其性能的要求,为其后续在多方面的应用奠定良好的基础。