微波誘導下Ferrihydrite催化相轉(zhuǎn)化過程研究.pdf

1、鐵氧化物用途非常廣泛，也是種重要的化工原料。有關(guān)鐵氧化物的研究中，以Ferrihydrite轉(zhuǎn)化過程的研究較為引人注目。本研究室一直從事鐵氧化物的研究，前期的研究表明了微量Fe（Ⅱ）對Ferrihydrite的相轉(zhuǎn)化具有明顯的催化作用。
　　 本實驗室前期有關(guān)Ferrihydrite相轉(zhuǎn)化行為的研究，都足在常規(guī)加熱的方式下進行的，前期研究表明溫度及升溫速率對Ferrihydrite的催化相轉(zhuǎn)化行為有很大影響。探討不同加熱方式對F

2、errihydrite催化相轉(zhuǎn)化過程的影響，全面了解在各種條件和環(huán)境中Ferrihydrite的催化相轉(zhuǎn)化規(guī)律，對控制反應過程、為工業(yè)生產(chǎn)納米鐵紅提供指導，是我們要達到的目標之一。
　　 本文旨在近中性條件下，采用微波加熱的方式，研究Fe（Ⅱ）離子存在時Ferrihydrite的相轉(zhuǎn)化規(guī)律，實現(xiàn)由Ferrihydrite快速、低能耗地制備出超細、均一、各種形貌的α-Fe2O3粒子。因此該研究結(jié)果一方面對于全面了解Ferrihyd

3、rite的催化相轉(zhuǎn)化機理具有重要的理論意義；另一方面，該研究結(jié)果對指導各種形貌α-Fe2O3的控制合成具有實際指導價值。本論文主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 （1）系統(tǒng)研究了以氫氧化鈉為沉淀劑、氯化鐵為原料制備的Ferrihydrite在微波加熱下的催化相轉(zhuǎn)化過程?？疾炝顺跏紁H、Ferrihydrite的微結(jié)構(gòu)、Fe（Ⅱ）離子和Fe（Ⅲ）離子濃度等因素對相轉(zhuǎn)化過程的影響。結(jié)果表明：在微波加熱下Ferrihydrite的相轉(zhuǎn)化產(chǎn)

4、物為α-Fe2O3。
　　 （2）通過對Ferrihydnte在兩種加熱方式下催化相轉(zhuǎn)化行為的比較發(fā)現(xiàn)：微波加熱與常規(guī)加熱下Ferrihydrite催化相轉(zhuǎn)化的行為大致相同，產(chǎn)物的物相及形貌相同，但粒徑大小及相轉(zhuǎn)化時間有差異。微波加熱制備出的α-Fe2O3粒子，粒徑更小、相轉(zhuǎn)化時間更短、能耗低。
　　 （3）分析Ferrihydrite在兩種加熱方式下相轉(zhuǎn)化行為的異同得出： Ferrihydrite在微波加熱下比在常規(guī)加

5、熱下，經(jīng)歷固相轉(zhuǎn)化機制的比重增大，形成α-Fe2O3粒子過程中α-Fe2O3晶核的生長過程為速控過程。
　　 （4）在研究中發(fā)現(xiàn)Fe（Ⅱ）加入量（β=nFe（Ⅱ）/nFe（Ⅲ））對制得的α-Fe2O3微粒的形貌有影響。當pH=7時隨β值的變化（由0.02-0.07），α-Fe2O3粒子的形貌由球形變?yōu)榧忓N形。pH=9時隨β值的變化（由0.02-0.07），α-Fe2O3粒子的形貌由球形變?yōu)闇柿⒎襟w形。Ferrihydrite在p