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    地球上富有铁源,其含量占地壳4.75%,仅此于氧硅铝,位居第四,其主要以化合态存在,而在自然界当中,其常以铁的氧化物存在。氧化铁有许多分类,一般人们将铁的氧化物及其羟基氧化物都归属于氧化铁系列化合物。本文主要讨论Fe2O3 ,它是铁的三种主要氧化物之一,另外两种是稀有的氧化亚铁(2+)(FeO),以及四氧化三铁(2+,3+)(Fe3O4),其也作为矿物磁铁矿天然存在。Fe2O3俗称为赤铁矿,是钢铁行业的主要铁源。Fe2O3具有铁磁性,深红色,容易被酸侵蚀。69501

    关于氧化铁的分类,一般按其晶形、价态和结构的不同可将其分为α、β和γ型Fe2O3,α、β和γ型Fe00H,FeO,Fe3O4等;按其色泽不同可分为红、橙、黄、黑、棕等:按其用途可分为颜料氧化铁、催化氧化铁、磁性氧化铁等。研究较多的氧化铁主要是α-Fe2O3,γ-Fe2O3及Fe3O4。[3]

    其中当氧化铁的尺寸处于在 0.1~100 nm (即纳米尺度范围),会有明显的表面效应,其表面所占原子百分数的会显著增加,在这样的条件下,会表现出光、磁和电化学这种纳米材料所具备的特殊性能。在相关纳米领域,研究者也发现了纳米氧化铁在催化剂、光催化反应、无机染料、气体和湿度传感器以及锂离子电池等应用上有着突出的表现。因此,对于纳米氧化铁的应用也引起了研究者们的广泛关注[4]。

    α-Fe2O3作为自然界中最稳定的氧化铁物相,α-Fe2O3具有菱形,刚玉(α-Al2O3)结构,空间群是R3c结构, 晶格常数为:a=0.50349 nm, c=1.3752nm [5]。在-260K(Morin转变温度)以下是反铁磁性,在260K和奈尔温度950K之间呈现弱铁磁性,在液相中使用热分解和沉淀都容易制备。因为以上几种特点,关于α-Fe2O3制备和性能研究十分值得研究与探讨,这也使得α-Fe2O3的产生了相当多不同形貌的报道。 

    对于纳米氧化铁的应用,国内外的研究人员主要关注于生物传感、磁性材料、电化学性能和催化等领域,例如Mohammad H等对纳米氧化铁在生物传感方面进行研究[6],Cai X等则将纳米氧化铁应用在高性能锂电池上。[7]

    显然,为更好拓展纳米氧化铁的应用,研究人员更希望能对纳米金属氧化物进行形貌可控的制备,并研究如何制备拥有优异性能的复杂金属氧化物。Jayanthi S A [8] 等采用低温水热法,以同种无机盐为原料合成了不同形貌磁性纳米颗粒,并对产物的磁性性能进行了研究,得到关于超顺磁性氧化铁的优异性能。Zhou X [9] 等采用简单的水热法合成了中空准立方体形貌的氧化铁纳米材料,并对产物的气敏性进行研究。Song Z X[10]等采用简单水热合成氧化铁,与三维石墨烯形成凝胶复合材料,并进行电化学性能测试,研究其作为超级电容器材料的性能。论文网

    参考文献

    [1] R.P Feynman,Eng.Sci. ,1960,23,22-36.

    [2] 孙亚利. α-Fe2O3的形貌控制合成与性能研究[D].江苏大学,2016

    [3] 王占国,陈涌梅,叶小玲. 纳米半导体技术 [M]. 北京: 化学工业出版社,2006: 15-18.

    [4] Jiang X.C,Yu A.B.Synithesis of Pd/α-Fe2O3 nanocomposites for catalytic CO oxidation[J].Journal of materials Processing Technology, 2009, 209(9): 4 558-4 662.

    [5] 许并社.纳米材料及应用技术[M].北京:化学工业出版社,2004:14—16

    [6] Mohammad H,Nasrin S,Miguel de la G. Iron and iron-oxide magnetic nanoparticles as signal-amplification elements in electrochemical biosensing [J].Trends in Analytical Chemistry,2015,72: 1-9

    [7] Cai X,Lin H B,Zheng X W,et al. Facile synthesis of porous iron oxide rods coated with carbon as anode of high energy density lithium ion battery[J] .Electrochimica Acta,2016,191: 767-775.

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