Существует множество способов приготовления оксид железа, который можно условно разделить на два типа: сухой метод и мокрый метод в зависимости от состояния реакционных материалов. Сухой метод подразделяется на газофазный метод и твердофазный метод. Газофазный метод в основном включает в себя метод обжига, метод термического разложения, метод Рутнера и так далее. Мокрый метод в основном включает золь-гель метод, метод окисления воздухом, метод гидролиза, метод осаждения и т. д. Кроме того, существуют некоторые методы улучшения, такие как гидротермальный метод, каталитический метод и метод нуклеации.
>>> Сухой метод
В методе паровой фазы в качестве сырья часто используется неблагородное железо или ферроцен, и его получают путем термического разложения в пламени, осаждения из паровой фазы, низкотемпературного плазмохимического осаждения или лазерного термического разложения. Твердофазный закон заключается в смешивании солей металлов или оксидов металлов по формуле и их прокаливании после измельчения. После твердофазной реакции наночастицы можно получить непосредственно или путем измельчения.
>>> Способ обжарки
Традиционный метод обжига в основном относится к методу обжига зеленого чернильного камня, который заключается в получении красного оксида железа путем высокотемпературного прокаливания сульфата железа. Этот метод подходит только для мелкосерийного производства из-за серьезного загрязнения окружающей среды производимыми SO2 и SO3. Кроме того, существуют методы обжига железа желтым и черным железом. Процесс получения оксида железа методом обжига прост и удобен в эксплуатации, но метод имеет большие энергозатраты, чистота продукта низкая, высокотемпературное спекание легко вызывает агломерацию кристаллов, а полученный порошок имеет плохую дисперсность.
>>> Метод термического разложения
В методах термического разложения часто в качестве сырья используется неблагородное железо или ферроцен, и их получают путем газофазного разложения, термического разложения в пламени или лазерного разложения. Этот метод отличается простотой процесса, небольшим количеством влияющих факторов и хорошей рабочей средой. Производимая продукция отличается высоким качеством, ультрамелкими частицами и пищевой дисперсностью. Но техническая сложность высока, требования к конструкции и материалам оборудования высоки, единовременные инвестиции также велики.
>>> Метод Рутнера
Метод Рутнера, также известный как метод обжига распылением, является основным методом, с помощью которого первые крупные и средние сталелитейные компании использовали отработанную жидкость FeC1, образующуюся при обработке травления стали, и восстанавливали соляную кислоту для получения оксида железа. В качестве сырья используется хлорид железа, добавляются железные отходы для потребления кислоты, раствор очищается, а затем обжигается распылением при высокой температуре. Раствор хлорида железа гидролизуется и окисляется в условиях высокой температуры с образованием хлористого водорода и оксида железа. Хлороводород восстанавливают соляной кислотой и возвращают в цех травления стали для повторного использования. Полученный оксид железа можно использовать для производства мягкого феррита. Этот метод отличается простотой процесса, коротким циклом, большой производительностью и низкой стоимостью. Однако из-за производства соляной кислоты в производственном процессе коррозия оборудования является большой, и к производственному оборудованию предъявляются высокие требования.
>>> Мокрый метод
Мокрый метод, также известный как жидкофазный метод, в настоящее время является основным методом приготовления порошковых материалов, широко используемых в лабораториях и промышленности. Основными преимуществами этого метода являются простота контроля компонентов, простота оборудования и низкая себестоимость производства. Недостатком является то, что имеется много примесей и трудно получить порошок с высокими эксплуатационными характеристиками. Образовавшиеся частицы легко образуют агрегатные псевдочастицы и их трудно диспергировать.
>>> Золь-гель метод
Основной процесс приготовления порошка оксида железа золь-гель-методом заключается в добавлении к раствору, содержащему Fe3+, некоторого количества ПАВ и щелочи с получением раствора Fe(OH)3, затем его фильтруют после нагревания и несколько раз промывают деионизированной водой. раз. Наконец, частицы α-Fe2O3 получают путем сушки. Этот метод имеет преимущества легкой доступности сырья, низкой цены, простоты процесса и т. д. Также полезно поддерживать баланс хлора и щелочи. Этот метод позволяет получить ультратонкий, однородный и сферический идеальный порошок оксида железа. Недостатками является то, что используемые органические растворители горючи и токсичны, стоимость продукта высока.
>>> Метод окисления воздухом
Метод окисления воздухом можно разделить на кислотный и щелочной. Кислотный метод заключается в осаждении ионов железа в Fe(OH) щелочью, меньшей теоретического количества щелочи, проведении окисления с получением затравочных кристаллов FeOOH. Затем добавьте соль двухвалентного железа в затравочные кристаллы, чтобы продолжить аэрационное окисление, так что Fe2+ непосредственно окисляется до FeOOH и осаждается на затравочный кристалл, чтобы заставить затравочный кристалл расти. Наконец, его нужно отфильтровать, промыть, высушить и прокалить. Это важный метод получения оксида железа. Процесс прост. Однако, поскольку метод окисления воздухом представляет собой трехфазную реакцию газа, твердого тела и жидкости, механизм его реакции и условия процесса сложны, а форму частиц трудно контролировать.
>>> Метод гидролиза
Метод гидролиза заключается в гидролизе определенной концентрации соленой воды металлов путем контроля температуры и значения pH для образования осадков гидроксидов и оксидов. В процессе приготовления обычно добавляют некоторые вспомогательные средства для кристаллизации, чтобы снизить скорость гидролизного осаждения и роста кристаллов, а также обеспечить полный и равномерный рост частиц. Затем осадок высушивают для получения соответствующих наночастиц. Метод гидроза включает принудительный гидролиз и гомогенный гидролиз.
>>> Метод осаждения
Это самый ранний метод синтеза наночастиц оксидов металлов посредством жидкофазной химической реакции. Обычно вещества различного химического состава смешивают в состоянии раствора, а затем добавляют соответствующий осадитель для получения осадка прекурсора. Затем осадок сушат или прокаливают для получения соответствующих наноразмерных частиц.
>>> Гидротермальный метод
Гидротермальный метод относится к реакции и кристаллизации сырья в герметичном сосуде под давлением с использованием таких жидкостей, как водные растворы или водяной пар, в качестве растворителей в условиях высокой температуры и высокого давления. Поскольку реакция проводится в водном растворе при высокой температуре и высоком давлении, определенная форма предшественника будет проявлять свойства, отличные от нормальной температуры, такие как повышенная ионная чистота, повышенная растворимость, трансформация кристаллической структуры соединения и легкая дегидратация гидроксидов. и т. д…