[發明專利]一種氧化鐵納米棒的制備方法

無效

• 申請號: 201110037640.6
• 申請日: 2011-02-15
• 公開（公告）號: CN102134102A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 宋浩杰;沈湘黔;袁新華;盛維琛
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C01G49/06
• 分類號: C01G49/06;B82Y40/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于納米材料制備技術領域。具體涉及氧化鐵納米棒的制備方法。

背景技術

納米氧化鐵除了具有普通氧化鐵的耐腐蝕、無毒等特點外，還具有分散性高、色澤鮮艷、對紫外線具有良好吸收和屏蔽效應等特點，可廣泛應用于閃光涂料、油墨、塑料、皮革、汽車面漆、氣敏材料、催化劑、電子、光學拋光劑、生物醫學工程等行業中；通常，較具實用價值的有α-Fe₂O₃、γ-Fe₂O₃、α-FeOOH、Fe₃O₄等，由于納米氧化鐵具有如此多的優點及其廣泛的應用前景，近年來，國內外研究者對其制備和應用投入了大量的研究工作。

一維納米材料是一種以納米為尺度的棒狀、線狀、管狀等不同形貌的一維結構體系的材料，這種材料具有良好的光電特性、熱傳導性、磁學性能、力學性能及催化性能等，它們可用作新一代納米光電子、電化學、電動機械的器件的構筑單元，因此該材料的制備與應用研究是近些年來材料研究的熱點之一，目前制備一維納米材料的方法主要有：反相膠束法、溶劑熱法、分子束外延法、模板法、激光或電弧蒸發法、催化熱解法等等。盡管采用這些工藝能制備尺寸均一的一維納米材料，但是這些工藝往往工藝復雜、污染環境、成本較高，不能實現大規模工業生產。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種綠色無污染、操作簡單、產率高的制備氧化鐵納米棒的方法。

一種制備氧化鐵納米棒的方法，其特征在于包括以下步驟：常壓下，將水溶性三價鐵鹽溶解在水和乙醇的混合溶劑中混合均勻，水溶性三價鐵鹽的摩爾濃度為0.01-0.1?mol/L，在90-150℃反應10-60小時，離心、洗滌、干燥即可得到氧化鐵納米棒。

上述制備方法中，水溶性三價鐵鹽指三氯化鐵，硝酸鐵或硫酸鐵。

上述制備方法中，水和乙醇的體積比為1-5：1。

本發明采用簡單的醇水混合體系控制三價鐵粒子成核速度，在反應溫度超過乙醇的沸點時（78℃），有利于氧化鐵核沿（001）面生長，使氧化鐵形成一維納米棒結構。

附圖說明

圖1為本發明施例1中所制備氧化鐵納米棒的透射電鏡照片和EDS圖；

圖2為本發明施例2中所制備氧化鐵納米棒的透射電鏡照片和EDS圖；

從圖1的透射電鏡照片可以看出，氧化鐵納米棒尺寸均一，長度約為30?nm,?直徑約為5?nm；

從圖2的透射電鏡照片可以看出，氧化鐵納米棒尺寸均一，長度約為200?nm,?直徑約為30?nm。

具體實施方式

實例1：

將0.005?M的FeCl₃·6H₂O?溶于100?ml?水和乙醇的混合溶液中（水和乙醇的體積比例3：2），室溫下超聲30分鐘后，將混合溶液在100?℃靜置回流12小時，離心、洗滌、干燥即可得到氧化鐵納米棒。

實例2：

將0.01?M的FeCl₃·6H₂O?溶于100?ml?水和乙醇的混合溶液中（水和乙醇的體積比例1：1），室溫下超聲30分鐘后，將混合溶液在95?℃靜置回流60小時，離心、洗滌、干燥即可得到氧化鐵納米棒。

實例3：

將0.003?M的Fe（NO₃）₃·9H₂O?溶于100?ml?水和乙醇的混合溶液中（水和乙醇的體積比例5：1），室溫下超聲30分鐘后，將混合溶液在120?℃靜置回流36小時，離心、洗滌、干燥即可得到氧化鐵納米棒。

實例4：

將0.001?M的Fe₂（SO₄）₃溶于100?ml?水和乙醇的混合溶液中（水和乙醇的體積比例3：1），室溫下超聲30分鐘后，將混合溶液在150?℃靜置回流10小時，離心、洗滌、干燥即可得到氧化鐵納米棒。