無(wú)氧條件下Fe(II)對(duì)鐵黃催化相轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、鐵的氧化物及羥基氧化物廣泛存在于自然環(huán)境中,它們幾乎遍布全球的各個(gè)角落,如大氣、各種水體、土壤、巖石層以及生物體內(nèi)等。Α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH,δ-FeOOH是四種最常見(jiàn)的鐵的羥基氧化物,它們還是自然界中鋼鐵腐蝕的主要產(chǎn)物,因各物種的化學(xué)穩(wěn)定性不同,一定條件下各物種之間可以相互轉(zhuǎn)化。
　　近年來(lái),許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)Fe(Ⅱ)離子或其它具有還原性質(zhì)的有機(jī)或無(wú)機(jī)配體對(duì)鐵氧化物及羥基氧化物的溶解過(guò)程具有催化作用。根據(jù)

2、催化劑的基本性質(zhì),我們推測(cè)Fe(Ⅱ)離子等對(duì)鐵氧化物及羥基氧化物的形成及轉(zhuǎn)化過(guò)程應(yīng)該同樣具有催化作用。在多年從事氧化鐵制備研究基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了Fe(Ⅱ)離子對(duì)鐵氧化物形成過(guò)程的催化作用并將其成功地應(yīng)用到氧化鐵的合成中,找到了一條合成鐵氧化物的新途徑。該途徑叫做催化相轉(zhuǎn)化。
　　本論文旨在對(duì)自然環(huán)境中鋼鐵腐蝕中鐵的羥基氧化物的轉(zhuǎn)化機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)地研究。由于在自然條件下各種鐵的羥基氧化物的存在環(huán)境與本文討論的過(guò)程具有很大的共性,通

3、過(guò)對(duì)羥基氧化物的形成及轉(zhuǎn)化機(jī)制研究,對(duì)自然環(huán)境下鋼鐵的腐蝕及鐵的循環(huán)過(guò)程產(chǎn)生一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。
　　本論文以在實(shí)驗(yàn)室模擬自然環(huán)境中鋼鐵的腐蝕過(guò)程為基礎(chǔ),用自制的四種鐵黃作為反應(yīng)前驅(qū)物,在厭氧環(huán)境下,以微量Fe(Ⅱ)為催化劑,Fe(Ⅱ)存在下各物種的轉(zhuǎn)化機(jī)理為目的進(jìn)行了研究。
　　本論文研究的主要內(nèi)容包括:
　　(1)四種不同鐵黃物種的制備
　　通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研及實(shí)驗(yàn)室前期的研究,利用制備條件相對(duì)簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行不同鐵黃物種

4、的制備。
　　(2)以不同鐵黃物種為前驅(qū)物,通過(guò)低溫近中性條件下不同溫度、不同pH值、有、無(wú)微量Fe(Ⅱ)存在時(shí)四種鐵黃陳化過(guò)程研究,用FT-IR、XRD和FESEM表征檢測(cè)其變化,結(jié)果表明:在低溫近中性溶液中,δ-FeOOH與γ-FeOOH在陳化時(shí)都會(huì)發(fā)生相變,相變程度與溫度、pH條件及外加Fe(Ⅱ)離子的影響較明顯,低溫陳化所得的最終產(chǎn)物為α-FeOOH。溫度越高,轉(zhuǎn)化速度越快;pH為中性時(shí),Fe(Ⅱ)的加入使其轉(zhuǎn)化速度加快,