[发明专利]一种氧化铁纳米棒的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域。具体涉及氧化铁纳米棒的制备方法。

背景技术

纳米氧化铁除了具有普通氧化铁的耐腐蚀、无毒等特点外，还具有分散性高、色泽鲜艳、对紫外线具有良好吸收和屏蔽效应等特点，可广泛应用于闪光涂料、油墨、塑料、皮革、汽车面漆、气敏材料、催化剂、电子、光学抛光剂、生物医学工程等行业中；通常，较具实用价值的有α-Fe₂O₃、γ-Fe₂O₃、α-FeOOH、Fe₃O₄等，由于纳米氧化铁具有如此多的优点及其广泛的应用前景，近年来，国内外研究者对其制备和应用投入了大量的研究工作。

一维纳米材料是一种以纳米为尺度的棒状、线状、管状等不同形貌的一维结构体系的材料，这种材料具有良好的光电特性、热传导性、磁学性能、力学性能及催化性能等，它们可用作新一代纳米光电子、电化学、电动机械的器件的构筑单元，因此该材料的制备与应用研究是近些年来材料研究的热点之一，目前制备一维纳米材料的方法主要有：反相胶束法、溶剂热法、分子束外延法、模板法、激光或电弧蒸发法、催化热解法等等。尽管采用这些工艺能制备尺寸均一的一维纳米材料，但是这些工艺往往工艺复杂、污染环境、成本较高，不能实现大规模工业生产。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种绿色无污染、操作简单、产率高的制备氧化铁纳米棒的方法。

一种制备氧化铁纳米棒的方法，其特征在于包括以下步骤：常压下，将水溶性三价铁盐溶解在水和乙醇的混合溶剂中混合均匀，水溶性三价铁盐的摩尔浓度为0.01-0.1 mol/L，在90-150℃反应10-60小时，离心、洗涤、干燥即可得到氧化铁纳米棒。

上述制备方法中，水溶性三价铁盐指三氯化铁，硝酸铁或硫酸铁。

上述制备方法中，水和乙醇的体积比为1-5：1。

本发明采用简单的醇水混合体系控制三价铁粒子成核速度，在反应温度超过乙醇的沸点时（78℃），有利于氧化铁核沿（001）面生长，使氧化铁形成一维纳米棒结构。

附图说明

图1为本发明施例1中所制备氧化铁纳米棒的透射电镜照片和EDS图；

图2为本发明施例2中所制备氧化铁纳米棒的透射电镜照片和EDS图；

从图1的透射电镜照片可以看出，氧化铁纳米棒尺寸均一，长度约为30 nm, 直径约为5 nm；

从图2的透射电镜照片可以看出，氧化铁纳米棒尺寸均一，长度约为200 nm, 直径约为30 nm。

具体实施方式

实例1：

将0.005 M的FeCl₃·6H₂O 溶于100 ml 水和乙醇的混合溶液中（水和乙醇的体积比例3：2），室温下超声30分钟后，将混合溶液在100 ℃静置回流12小时，离心、洗涤、干燥即可得到氧化铁纳米棒。

实例2：

将0.01 M的FeCl₃·6H₂O 溶于100 ml 水和乙醇的混合溶液中（水和乙醇的体积比例1：1），室温下超声30分钟后，将混合溶液在95 ℃静置回流60小时，离心、洗涤、干燥即可得到氧化铁纳米棒。

实例3：

将0.003 M的Fe（NO₃）₃·9H₂O 溶于100 ml 水和乙醇的混合溶液中（水和乙醇的体积比例5：1），室温下超声30分钟后，将混合溶液在120 ℃静置回流36小时，离心、洗涤、干燥即可得到氧化铁纳米棒。

实例4：

将0.001 M的Fe₂（SO₄）₃溶于100 ml 水和乙醇的混合溶液中（水和乙醇的体积比例3：1），室温下超声30分钟后，将混合溶液在150 ℃静置回流10小时，离心、洗涤、干燥即可得到氧化铁纳米棒。