[发明专利]一种超声模板法合成FeO(OH;Cl)组装体的方法

说明书

本发明公开了一种超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体的方法，包括如下步骤：步骤一）配置0.1~0.3 mol/L的氯化铁前体溶液；步骤二）将模板加入氯化铁前体溶液；步骤三）将添加模板后的前体溶液置于超声仪器中在50‑80℃下进行超声，超声时间为1~2 h，得到FeO(OH,Cl)组装体；步骤四）将得到的FeO(OH,Cl)组装体通过超声‑离心提纯，干燥后，获得纯净的FeO(OH,Cl)组装体。

技术领域

本发明涉及材料合成技术领域，特别是涉及一种超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体的方法。

背景技术：

Akaganéite是在日本岩手县首先发现的一种天然矿物，其分子式为FeO(OH,Cl)。由于其独特的结构与性能，这种矿物吸引了全球广大研究人员的关注。迄今为止，FeO(OH,Cl)在环境保护、能量转换/储存和生物医学等领域均显示出良好的应用前景，基于FeO(OH,Cl)合成的材料和器件已经在催化剂、吸附剂、离子交换剂、电极材料和药物输送载体等方面得到广泛应用。

在自然界中，FeO(OH,Cl)通常是由磁黄铁矿的风化而缓慢形成。显然，其缺点主要是在于自然风化过程时间漫长，一个风化周期的时间大约在数百万年间，因此这个方法并不适合用于工业中大量生产。为了能够在较短的时间内人工合成FeO(OH,Cl)，目前研究人员已经开发出了溶胶-凝胶法、水热法和超声法等方法。溶胶-凝胶法虽然合成的纳米颗粒颗粒比较均匀，但是耗费的时间相对较长。水热法所得到的纳米颗粒纯度较高，不过通常需要高温高压等条件。超声合成法反应速率快，耗时短，但是所得到的纳米颗粒容易团聚成不规则组装体。因此开发新的绿色合成FeO(OH,Cl)方法具有非常重要的意义

超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体，以模板引导组装，可以获得具有模板的形貌特征的FeO(OH,Cl)组装体，并且可以通过选择合适的模板赋予FeO(OH,Cl)组装体特殊性能。

发明内容

本发明的目的在于开发绿色合成FeO(OH,Cl)组装体的新方法。

本发明采用如下技术方案：

一种超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体的方法，包括如下步骤：

步骤一）配置0.1~0.3 mol/L的氯化铁前体溶液；

步骤二）将模板加入氯化铁前体溶液；

步骤三）将添加模板后的前体溶液置于超声仪器中在50-80℃下进行超声，超声时间为1~2 h，得到FeO(OH,Cl)组装体；

步骤四）将得到的FeO(OH,Cl)组装体通过超声-离心提纯，干燥后，获得纯净的FeO(OH,Cl)组装体。

进一步的改进，步骤二）中的模板可以是天然模板或人造模板。

进一步的改进，所述天然模板为植物孢子模板。

进一步的改进，所述人造模板为四氧化三铁模板。

进一步的改进，步骤四）提纯过程中，先超声5 min，使FeO(OH,Cl)组装体分散均匀，然后3000r/min下离心3分钟并取下层粉末，反复超声-离心3~5次，直至上层清液澄清透明即获得纯净的FeO(OH,Cl)组装体。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）通过超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体，合成方法具有操作简单、成本低、耗时短和对环境友好等优势。

（2）通过选择合适的模板，可以根据模板的形状和大小，来控制合成的FeO(OH,Cl)组装体的形状和大小。

（3）通过选择合适的模板，可以赋予FeO(OH,Cl)组装体特殊性能。

附图说明