规整氧化铁微纳米粒子的可控制备与性能研究(4)

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该固体粉末通过表征分析后，得出为六角形氧化铁粒子。

1.5纳米氧化铁的表征分析

对纳米氧化铁表征进行分析有许多方法，可以分为几种如材料组成分析、热性能分析、电性能分析及力性学能分析等。本实验主要介绍X射线衍射物相分析（XRD）与扫瞄电镜分析（SEM），XRD是指利用X射线衍射仪对样品进行结构测试；而SEM则是利用扫描电子显微镜对样品直接观察进行形貌表征。

1.5.1 X射线衍射物相分析

X射线衍射物相分析是用于确定晶体的原子和分子结构的技术，X射线入射到结晶原子衍射到许多特定方向。通过测量这些衍射光束的角度和强度，衍射仪器可以产生晶体内电子密度的三维图像。从该电子密度，可以确定晶体中原子的平均位置，以及它们的化学键，它们的组成以及各种其它信息。

1.5.2 扫描电镜分析（SEM）

扫描电子显微镜（SEM）是一种通过用聚焦电子束扫描表面产生样品的图像的电子显微镜。通过聚焦电子束射入样品表面，电子能与样品中的原子相互作用，产生有关样品形貌及组成信息的信号。以光栅扫描图案扫描电子束，并将光束的位置与检测到的信号组合以产生图像。SEM可以达到1纳米以上的分辨率。样品可以在常规扫描电镜的高真空中观察，或者在可变压力或环境的扫描电镜下的低真空或潮湿条件下观察，甚至利用特殊仪器能有很大的温差环境下观察。文献综述

1.6 纳米氧化铁的应用

如今，纳米材料虽然一直是研究热门，但有人似乎觉得纳米技术离我们的生活还遥远。但其实纳米材料却一直不知不觉改变我们的生活。近些年来随电子设备的越来越简易，人类的生活越来越离不开手机这些东西，手机的性能越来越强劲，尺寸却越来也小，芯片已经以纳米计算，这一切离不开纳米科技的进步。并且最近成功试飞的C919，机舱的保温隔音材料也是纳米玻璃纤维组成，虽然发动机依旧依赖于国外的技术，基础材料技术暂时无法赶上国际前端技术，然而随着国内纳米材料的进步，迟早有一天能创造出完全国产的打飞机。本文所研究纳米氧化铁是一种常见的金属氧化物，其作为半导体材料，拥有着特殊的性能参数，在磁性、生物工程等领域，超顺磁性纳米氧化铁、铁磁性氧化铁生物传感器等有着优异的性能，以下介绍一部分纳米氧化铁的应用。

1.6.1 在磁性领域的应用

纳米氧化铁具有良好磁性与硬度，其中α-Fe2O3呈砖红色，具有铁磁性，而γ-Fe2O3还具有超顺磁性。纳米氧化铁作为一种磁性记录材料，其记录密度可以达到普通氧化铁的10倍。并且因为纳米氧化铁的高稳定性，其在生物传感方面也颇有建树。李梦雅等[21]研究了用共沉淀法制备葡聚糖修饰的纳米级超顺磁性氧化铁，通过观察与测定样品的性状、pH值以及铁浓度等参数。结果发现，反应前后的参数并无太大变化，因而得到结论，通过葡聚糖修饰下的纳米级超顺磁性氧化铁稳定性较好。现如今，纳米级超顺磁性氧化铁在磁共振分子造影及靶向基因载体研究上有很大前景。

1.6.2 在催化领域的应用

纳米氧化铁具有良好的表面效应，因此作为催化剂，其活性、选择性均高于普通催化剂，并且寿命长、易操作。郭志武等[22]采用超声波方法在不同浓度的五羰基铁溶液制备出纳米氧化铁，以其作为催化剂，分别以叔丁基过氧化氢和异丁醛作为引发剂，用于环己烷催化氧化反应。通过测试记录引发剂用量、催化剂用量、空气用量等条件对催化反应的效果。研究结果表明，以叔丁基过氧化氢和异丁醛为引发剂时，环己烷的转化率分别可达到 15.5%和 16.8%，环己醇、环己酮、环己基过氧化物总选择性分别为 90.2%和 94.5%。