碳鋼表面負(fù)載型含鐵氧化物膜層制備與形貌研究.pdf

1、隨著微納米技術(shù)的發(fā)展，含鐵氧化物材料由于其廉價(jià)高效、環(huán)境相容性好、吸附性能優(yōu)異等特點(diǎn)在催化及光催化、氣敏傳感器、磁性材料和污水處理等領(lǐng)域發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。然而含鐵氧化物微納米材料的負(fù)載技術(shù)一直是一個(gè)瓶頸，嚴(yán)重阻礙了其應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓寬。
　　本文分別通過(guò)微弧氧化法、水熱法和熱處理法成功在碳鋼表面原位生長(zhǎng)了負(fù)載型含鐵氧化物膜層。在微弧氧化法中研究了電參數(shù)、電解液參數(shù)和電解液種類對(duì)膜層形貌的影響；在水熱法中研究了前處理方式、反

2、應(yīng)條件和表面添加劑對(duì)膜層微觀結(jié)構(gòu)的影響；在熱處理法中研究了前處理工藝、反應(yīng)條件對(duì)膜層形貌的影響并且對(duì)熱處理工藝應(yīng)用到微弧氧化法和水熱法后處理工藝中的可能性進(jìn)行了探索，最后通過(guò)SEM、XRD和EDS等手段進(jìn)行了形貌和結(jié)構(gòu)表征。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，利用微弧氧化法可以制備多孔形貌的含鐵氧化物膜層，其中電源模式對(duì)膜層形貌影響巨大，方波脈沖電源傾向于生成結(jié)合力良好的非晶態(tài)褶皺狀鐵氧化物，孔徑在2um-4um，而直流脈沖電源趨向于生長(zhǎng)厚度更大

3、的火山噴發(fā)狀晶態(tài)產(chǎn)物，孔徑在5um左右。利用水熱法可以制備出不同尺寸、多種形貌和分散度的亞微米鐵氧化物，包含了α-Fe2O3、Fe3O4、α-FeOOH三種鐵氧化物，具有“立方塊狀”、“雨傘狀”、“六邊形狀”、“棒狀”等形貌，尺寸大小從100nm到2um不等，反映出化學(xué)拋光、反應(yīng)溫度和表面添加劑對(duì)形貌的調(diào)控作用尤其顯著，并且揭示了溶解氧含量是一個(gè)影響反應(yīng)產(chǎn)物的重要條件。利用熱處理法可以制備出納米線、納米帶和納米片的形貌，納米片厚度可達(dá)1