知网查重论文样例--纳米四氧化三铁的制备方法
目前关于不同尺寸四氧化三铁的制备方法,仍然是科研领域里的热门话题。Fe3O4的应用领域很广泛,但是对其尺寸的要求也甚为严格。现如今合成四氧化三铁的方法有很多,主要有气相法、固相法和液相法[32-34]。
气相法主要是采用气相沉积法(CVD)合成纳米四氧化三铁,是利用铁及铁的氧化物,通过各种方法使其变为蒸汽,再与氧化物反应生成纳米四氧化三铁。此方法可以生成纳米尺寸相当小的四氧化三铁,最小可达到10nm,且纯度也较高。但此方法要求的实验条件苛刻,反应温度较高,难以控制四氧化三铁的晶形。固相法是采用固相的铁及铁的氧化物,在氧化或者还原气氛下,生成四氧化三铁粉末。此方法的有点在于生成的产物为粉末,比较容易收集和处理,且产量较大。但次方法的反应温度较高,难以控制其形貌及大小。液相法主要有化学共沉淀法、溶剂热法、微乳液法、溶胶-凝胶法等。其中最为常用的是化学共沉淀法和溶剂热法。化学共沉淀法是采用二价铁离子和三价铁离子的盐溶液,与强碱相反应即可得到四氧化三铁颗粒。反应中需要调控三价铁和二价铁加入的比例,来得到纯度较高的四氧化三铁。反应体系的pH值和氧气量也是合成的关键因素。溶剂热法一般采用水为溶剂,加入铁盐、氧化剂或还原剂,在高温高压下反应,生成四氧化三铁。该方法操作简单,适合实验室操作。
1.1.1 四氧化三铁的应用
纳米Fe3O4具有比表面积大、小粒径和磁性强、优良的表面效应和磁效应等特点。基于这些优良的性质,Fe3O4的应用也尤为广泛,下面介绍一下纳米Fe3O4在磁性液体、生物医疗、催化剂载体、微波吸收材料、锂电池中的应用。
1.1.1.1 磁性液体
四氧化三铁作为一种磁流体,广泛的应用在工业领域中。可以将纳米级四氧化三铁溶于溶液中,并加入表明活性剂制成磁性液体。这种磁性液体具有较高的稳定性,在外力作用下也不会分离。既具有固体的磁性又具有液体的流动性,因此是一种新型功能材料。由于其良好的性能,四氧化三铁磁流体可以用于密封、润滑、扬声器等领域。不仅可以应用在航天航空领域,也可以应用在工业领域。可以说是21世纪重要的新型磁性材料[35-37]。
1.1.1.2 生物医疗领域
四氧化三铁无毒无害,可以作为靶向药物的载体,因此在医疗领域里得到了广泛的应用。负载了四氧化三铁的药物可以在外界磁场的作用下,直达病变处,达到治疗的目的。有了四氧化三铁作为靶向药物载体,可以准确的使一些细胞毒性药物准确的治疗病灶,不会对其他细胞造成伤害。为了验证四氧化三铁对人体是否有害,有科学家对小白鼠进行试验,通过两年的观察,四氧化三铁并未对小白鼠的肝脏、脾脏造成伤害,因此纳米四氧化三铁具有很好的生物相容性。目前已经可以利用四氧化三铁作为药物载体,在外磁场作用下,治疗肿瘤组织。
此外纳米四氧化三铁还可应用在治疗热疗中。热疗是一种治疗肿瘤的方法,根据癌细胞对温度的敏感程度,从而杀死癌细胞。可使纳米四氧化三铁颗粒直达病灶,并改变磁场,在磁场的作用下,使其升高温度,达到一定温度即可杀死癌细胞。这种方法快速有效,并且不会对身体其他部分造成损伤。这种方法很大程度上的降低了化疗放疗对身体的伤害。
1.1.1.3 催化剂载体
四氧化三铁作为一种磁性材料,可以将催化剂负载在其上面,已达到快速分离,更易回收的目的。这就解决了大部分催化剂难以回收利用的问题。近年来随着人们对环境的不断重视,如何处理工业废水成为了人们研究的热门话题。二氧化钛作为一种光催化剂得到了人们的广泛应用。利用二氧化钛处理有机或无机废水是一种很好的方法,然而处理废水后如何回收二氧化钛这种悬浮物就成为了难题,因此有人成功的将二氧化钛包裹四氧化三铁制成复合材料,处理染料废水。反应结束后靠外界磁场的作用就可以分理处催化剂,回收后的催化剂又可以重新利用。
1.1.1.4 微波吸收材料
研究表明,纳米四氧化三铁由于其较小的尺寸,使其具有特殊的光学性能。一般情况下,物体的光学非线性、光吸收、光反射所消耗的能量都与物质的尺寸有关。纳米四氧化三铁是一种很好的微波吸收材料。它可以吸收不同频率的电磁波。并且四氧化三铁的尺寸 可以使它对某种频率的光吸收伴有蓝移的现象,并且纳米粒径越小,其吸收的效果越高。由于其特殊的性能,广泛应用在军事领域中。
1.1.1.5 锂电池中的应用
随着锂电池的不断发展,四氧化三铁具有较高的比容量可以很好的应用在电池的负极当中。四氧化三铁无毒无害、制备简单、导电性好、是一种十分具有潜力的锂电池负极材料。