[發(fā)明專利]一種紡錘形氧化鐵納米材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010492542.0
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111592048A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉小楠;姚衛(wèi)棠;白雪園
• 申請（專利權(quán)）人: 四川輕化工大學(xué)
• 主分類號: C01G49/06
• 分類號: C01G49/06;B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 趙曉琳

本發(fā)明提供了一種紡錘形氧化鐵納米材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用水熱法，通過調(diào)控反應(yīng)物的濃度并控制反應(yīng)溫度，能夠制備出紡錘形Fe₂O₃納米材料，且該紡錘形Fe₂O₃納米材料的尺寸可控、形貌規(guī)則、結(jié)構(gòu)均一。本發(fā)明所制備的紡錘形Fe₂O₃納米材料可獲得巨大表面能等材料優(yōu)勢，在生物分析與檢測及電化學(xué)生物傳感器、細(xì)胞和蛋白質(zhì)分離與識別、磁共振成像、腫瘤磁熱療、藥物靶向及緩釋、抗菌效應(yīng)等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紡錘形氧化鐵納米材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

磁性氧化鐵納米材料是指鐵的氧化物及其羥基氧化物的納米材料。以價態(tài)、晶型、結(jié)構(gòu)的不同可將最為常見的氧化鐵納米材料分為Fe₂O₃(α、β、γ相)、Fe₃O₄、FeO以及FeOOH(α、β、γ、δ相)等。其中，α-Fe₂O₃、γ-Fe₂O₃和Fe₃O₄納米材料因具有較高的穩(wěn)定性(包括化學(xué)和熱力學(xué)等)、抗腐蝕特性、催化活性、電化學(xué)特性以及傳感特性等，表現(xiàn)出較好的實(shí)用價值，并已在磁性材料、化學(xué)顏料、活性催化劑、氣敏元件以及電極材料等領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用。近些年來，國內(nèi)外針對氧化鐵納米材料的研究也主要集中于這三種。

Fe₃O₄為磁鐵礦，反尖晶石型，其結(jié)構(gòu)式可表示為Fe³⁺[Fe²⁺Fe³⁺]O₄，其中一半Fe³⁺存在于四面體間隙中，F(xiàn)e²⁺與另一半Fe³⁺存在于八面體間隙中。由于Fe²⁺與Fe³⁺交替排列在晶體中，在電場影響下Fe²⁺與Fe³⁺易產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移，故而Fe₃O₄具有較高的導(dǎo)電性和磁性。當(dāng)Fe²⁺完全轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，八面體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生空位，轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe₂O₃，但仍然保持了磁鐵礦的結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的磁性，稱為磁赤鐵礦。γ-Fe₂O₃與Fe₃O₄具有類似的結(jié)構(gòu)，加熱γ-Fe₂O₃到一定的溫度后會完全轉(zhuǎn)化為α-Fe₂O₃，即赤鐵礦。α-Fe₂O₃為剛玉型結(jié)構(gòu)(菱形中心六面晶體結(jié)構(gòu))，具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性。γ-Fe₂O₃為立方晶體結(jié)構(gòu)四面體，F(xiàn)e²⁺離子僅占據(jù)八面體位置。通過不同的制備方法可得到不同形貌的磁性氧化鐵納米材料，目前文獻(xiàn)報道過的磁性氧化鐵納米材料有球形、棒狀、四面體形、紡錘形、環(huán)狀等諸多不規(guī)則的形貌結(jié)構(gòu)。