Er bestaan veel methoden voor de bereiding van ijzeroxide , die grofweg in twee typen kunnen worden verdeeld: droge methoden en natte methoden, afhankelijk van de toestand van de reactiematerialen. De droge methode is onderverdeeld in de gasfasemethode en de vastefasemethode. De gasfasemethode omvat hoofdzakelijk de roostmethode, de thermische ontledingsmethode, de Ruthner-methode, enzovoort. De natte methode omvat hoofdzakelijk de sol-gelmethode, de luchtoxidatiemethode, de hydrolysemethode, de precipitatiemethode, enzovoort. Daarnaast zijn er enkele verbeteringsmethoden, zoals de hydrothermale methode, de katalytische methode en de nucleatiemethode.
>>> Droge methode
De dampfasemethode gebruikt vaak basisijzer of ferroceen als grondstof en wordt bereid door vlamthermische ontleding, dampdepositie, chemische plasmadepositie bij lage temperatuur of laserthermische ontleding. De vastefasewet is om metaalzouten of metaaloxiden te mengen volgens de formule en ze te calcineren na het malen. Na de vastefasereactie kunnen nanodeeltjes direct of door malen worden verkregen.
>>> Roostermethode
De traditionele roostmethode verwijst voornamelijk naar de groene inktsteenroostmethode, die is om ijzeroxiderood te verkrijgen door hogetemperatuurcalcinatie van ferrosulfaat. Deze methode is alleen geschikt voor kleinschalige productie vanwege de ernstige vervuiling van het milieu veroorzaakt door geproduceerde SO2 en SO3. Daarnaast zijn er ijzergele en ijzerzwarte calcineringsmethoden. Het proces van het bereiden van ijzeroxide door de roostmethode is eenvoudig en gemakkelijk te bedienen, maar de methode heeft een hoog energieverbruik, de productzuiverheid is laag, hogetemperatuursintering veroorzaakt gemakkelijk kristalagglomeratie en het verkregen poeder heeft een slechte dispersie.
>>> Thermische ontledingsmethode
Thermische ontledingsmethoden gebruiken vaak basisijzer of ferroceen als grondstoffen en worden bereid door gasfaseontleding, vlamthermische ontleding of laserontleding. Deze methode heeft de kenmerken van een eenvoudig proces, weinig beïnvloedende factoren, goede werkomgeving. De geproduceerde producten worden gekenmerkt door hoge kwaliteit, ultrafijne deeltjes en voedseldispersie. Maar de technische moeilijkheidsgraad is hoog, de structuur- en materiaalvereisten van de apparatuur zijn hoog, de eenmalige investering is ook groot.
>>> Ruthner-methode
Ruthner-methode, ook bekend als spray-roasting-methode, is een belangrijke methode die vroege grote en middelgrote staalbedrijven gebruiken om de FeC1-afvalvloeistof te gebruiken die wordt geproduceerd tijdens de verwerking van beitsstaal en om zoutzuur te winnen om ijzeroxide te bereiden. Het gebruikt ijzerchloride als grondstof, voegt ijzerschroot toe om zuur te verbruiken en de oplossing wordt gezuiverd en vervolgens gespoten geroosterd bij hoge temperatuur. De ferrochloride-oplossing wordt gehydrolyseerd en geoxideerd onder hoge temperatuuromstandigheden om waterstofchloride en ijzeroxide te genereren. Waterstofchloride wordt gewonnen met zoutzuur en teruggebracht naar de beitswerkplaats voor hergebruik. Het geproduceerde ijzeroxide kan worden gebruikt om zacht ferriet te produceren. Deze methode heeft de kenmerken van een eenvoudig proces, korte cyclus, grote output en lage kosten. Vanwege de productie van zoutzuur in het productieproces is de corrosie van de apparatuur echter groot en stelt het hoge eisen aan productieapparatuur.
>>> Natte methode
De natte methode, ook bekend als de vloeibare fasemethode, is momenteel de belangrijkste methode voor het bereiden van poedermaterialen die veel worden gebruikt in laboratoria en industriële velden. De belangrijkste voordelen van deze methode zijn de eenvoudige controle van de componenten, eenvoudige apparatuur en lage productiekosten. Het nadeel is dat er veel onzuiverheden zijn en het moeilijk is om hoogwaardig deeltjespoeder te verkrijgen. De gegenereerde deeltjes zijn gemakkelijk te vormen tot geaggregeerde pseudodeeltjes en moeilijk te dispergeren.
>>> Sol-gel-methode
Het belangrijkste proces voor het bereiden van ijzeroxidepoeder met de sol-gelmethode is om een bepaalde hoeveelheid oppervlakteactieve stof en alkali toe te voegen aan de oplossing die Fe3+ bevat om een Fe(OH)3-oplossing te maken, deze vervolgens te filteren na opwarming en meerdere keren te wassen met gedemineraliseerd water. Tot slot worden α-Fe2O3-deeltjes bereid door te drogen. Deze methode heeft de voordelen van gemakkelijke beschikbaarheid van grondstoffen, lage prijs, eenvoudig proces, enz. Het is ook gunstig om de balans van chloor-alkali te bevorderen. Deze methode kan ultrafijn, uniform en bolvormig ideaal ijzeroxidepoeder bereiden. De nadelen zijn dat de gebruikte organische oplosmiddelen ontvlambaar en giftig zijn, de productkosten zijn hoog.
>>> Luchtoxidatiemethode
De luchtoxidatiemethode kan worden onderverdeeld in de zuurmethode en de alkalimethode. De zuurmethode is om ijzerionen neer te slaan in Fe(OH) met alkali, wat minder is dan de theoretische hoeveelheid alkali, oxidatie te passeren om FeOOH-zaadkristallen te bereiden. Voeg vervolgens ijzerzout toe aan zaadkristallen om de beluchtingsoxidatie voort te zetten, zodat Fe2+ direct wordt geoxideerd tot FeOOH en wordt afgezet op het zaadkristal om het zaadkristal te laten groeien. Ten slotte moet het worden gefilterd, gewassen, gedroogd en gecalcineerd. Dit is een belangrijke methode voor het bereiden van ijzeroxide. Het proces is eenvoudig. Omdat de luchtoxidatiemethode echter een driefasenreactie is van gas, vast en vloeibaar, zijn het reactiemechanisme en de procesomstandigheden ingewikkeld en is de deeltjesvorm moeilijk te controleren.
>>> Hydrolysemethode
De hydrolysemethode is om een bepaalde concentratie metaalzoutwater te hydrolyseren door de temperatuur en pH-waarde te regelen om hydroxide- en oxideprecipitatie te genereren. Tijdens het bereidingsproces worden meestal wat kristallisatiehulpmiddelen toegevoegd om de snelheid van hydrolyseprecipitatie en kristalgroei te verminderen, en om volledige en uniforme deeltjesgroei te garanderen. Vervolgens wordt het neerslag gedroogd om de overeenkomstige nanodeeltjes te bereiden. De hydrosemethode omvat geforceerde hydrolyse en homogene hydrolyse.
>>> Neerslagmethode
Dit is de vroegste methode om metaaloxide nanodeeltjes te synthetiseren door middel van een chemische reactie in de vloeistoffase. Meestal worden stoffen met verschillende chemische samenstellingen gemengd in een oplossingstoestand en wordt er vervolgens een geschikt neerslagmiddel toegevoegd om een precursorprecipitaat te maken. Vervolgens wordt het neerslag gedroogd of gecalcineerd om de overeenkomstige nanodeeltjes te verkrijgen.
>>> Hydrothermale methode
Hydrothermale methode verwijst naar de reactie en kristallisatie van grondstoffen in een afgesloten drukvat, waarbij vloeistoffen zoals waterige oplossingen of waterdamp als oplosmiddelen worden gebruikt onder hoge temperatuur- en hoge drukomstandigheden. Omdat de reactie wordt uitgevoerd in een waterige oplossing onder hoge temperatuur en hoge druk, zal een bepaalde vorm van precursor andere eigenschappen vertonen dan bij normale temperatuur, zoals verbeterde ionenreinheid, verhoogde oplosbaarheid, transformatie van de samengestelde kristalstructuur en gemakkelijke dehydratie van hydroxiden, enz.