[发明专利]一种十八面体α型三氧化二铁的制备方法

说明书

本发明公开了一种十八面体α型三氧化二铁的制备方法，其包括下述步骤：S1、配制水溶性铁盐水溶液；S2、向水溶性铁盐水溶液中加入酰胺化合物，获得反应混合体；S3、将反应混合体于180℃～220℃下进行微波水热反应0.5h～2.0h，获得固液混合体；S4、将固液混合体进行固液分离，所得固体经清洗干燥获得十八面体α型三氧化二铁。本发明以水溶性铁盐作为原料，再添加酰胺化合物，利用其中氮原子所带的孤对电子选择性地吸附在颗粒表面，来减缓其沿着特定生长方向的生长速度，尤其是特殊的(112)晶面，从而导致特定晶面最终暴露在表面；本发明反应效率高、制备工艺简单，有效地降低了制备成本；同时所得产物纯度高、收率高，粒径均匀、性能稳定。

技术领域

本发明属于金属氧化物制备技术领域，具体来讲，涉及一种十八面体α型三氧化二铁的制备方法。

背景技术

α晶型三氧化二铁是一种普遍存在于自然界、并且在实验室条件下能容易获得的常见金属氧化物，其具有奇异的特性而被广泛地应用于半导体、磁记录材料、增强磁共振成像对比度、组织修复、癌症的诊断和治疗、生物流体的解毒、电致变色器件、锂电池电极、药物载体以及光催化制氢等诸多领域。但是，当作为催化材料和红色颜料时，α晶型三氧化二铁会因为不同的形貌而影响其催化性质和外观颜色，从而影响其运用。

当前，α晶型三氧化二铁的制备方法已经成为材料科学领域的研究热点之一，传统α晶型三氧化二铁的制备主要为高温烧结，但对颗粒的大小和形貌不能进行有效的调控，一般需要加入模板剂或活性剂来进行表面形貌及生长的控制。为此，科研人员已经研究出许多制备α晶型三氧化二铁的方法，如氧化还原法、水热法、溶胶-凝胶法、离子交换法、共沉淀法等等。

在化学反应过程中，人们发现其化学反应很多与物质的表面性能有关，尤其与物质的表面暴露晶面有关。对于不同形貌的α晶型三氧化二铁的制备，目前已有一些报道。如河北工业大学的李坤宇(李坤宇,李林,李银辉,李亮,陈建新.分级花状氧化铁微球的水热合成及吸附性能研究[J].广州化学.2016,04(41):18-22.)进行了以六次甲基四胺、硫酸亚铁、柠檬酸钠为原料，采用水热合成方法制备了低结晶度的分级花状Fe₂O₃微球，并用于水中铅离子去除的模拟研究；但其制备所用原料种类较多，且制备过程较为复杂；如CN201710120611.3披露了用硝酸铁溶解在乙二醇中水热反应后制备出α晶型三氧化二铁纳米片；其过程简单，但很难制备出分级结构的α晶型三氧化二铁颗粒。同时，国内也有用微波法制备片状颗粒自组装成花状颗粒用于吸附的报道(浙江大学学报(英文版)A辑:应用物理和工程:2014,15(8):671-680.)；其过程简单，但很难制备出分级结构的α晶型三氧化二铁颗粒。

但是，目前对于特定的十八面体的α晶型三氧化二铁的方法却并未见报道。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种十八面体α型三氧化二铁的制备方法，该制备方法添加原料少，经济成本低，操作工艺简单，并且产率高。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种十八面体α型三氧化二铁的制备方法，包括步骤：

S1、配制水溶性铁盐水溶液；其中，水溶性铁盐的物质的量浓度为0.023mol/L～0.13mol/L；

S2、向所述水溶性铁盐水溶液中加入酰胺化合物，获得反应混合体；其中，在所述反应混合体中，所述酰胺化合物的物质的量浓度为0.35mol/L～6.4mol/L；

S3、将所述反应混合体于180℃～220℃下进行微波水热反应0.5h～2.0h，获得固液混合体；

S4、将所述固液混合体进行固液分离，所得固体经清洗干燥获得十八面体α型三氧化二铁。

进一步地，在所述步骤S2中，所述酰胺化合物选自甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、丙烯酰胺中的至少一种。