[发明专利]一种氧化铁纳米团簇的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及氧化铁纳米团簇的制备。

背景技术

几个纳米尺寸的超细微粒由于微粒间偶极子场的作用可能团聚成几十纳米尺寸的纳米团簇。这样的纳米团簇在光、电、磁及催化等特性上具有不同于相应块体材料的新性质。通常，a相的氧化铁纳米晶或粉末可通过a-FeOOH脱水、a-FeOOH机械球磨、γ相转变或铁水合物相变制取。但以CuO作为水解催化剂，由Fe(NO₃)₃水溶液水解反应制取a相的氧化铁纳米团簇的方法还未报道。

发明内容

本发明提出了一种制备氧化铁纳米团簇的方法。

本发明的制备方法具体如下：

第一步：反应

(1) 配制0.10-1.00mol/L的Fe(NO₃)₃水溶液；

(2) 在电炉上加热Fe(NO₃)₃水溶液至沸腾，加热过程保持搅拌；

(3) 根据CuO与Fe(NO₃)₃的摩尔比为0.5-2:1的量加入CuO粉末；

(4) 继续保持沸腾20-40分钟，然后停止加热；

(5) 自然冷却至室温。冷却过程中逐渐有沉淀物析出。2小时后沉淀过程结束；

第二步：清洗、干燥

(1) 将沉淀物用丙酮清洗；

(2) 将清洗后的产物放入硅胶干燥器中进行干燥，得到不含水的氧化铁纳米团簇；

采用本方法制取氧化铁纳米团簇，原材料成本低、制备过程简单、易于操作。

附图说明

图1是实施例1制取的氧化铁纳米团簇的透射电子显微镜照片；

图2是实施例2制取的氧化铁纳米团簇的透射电子显微镜照片；

图3是实施例3制取的氧化铁纳米团簇的透射电子显微镜照片。

具体实施方式：

实施例1：

一、反应

 (1) 配制Fe(NO₃)₃水溶液（400ml,0.25M）；

(2) 在电炉上将Fe(NO₃)₃水溶液加热至沸腾。加热过程保持搅拌；

(3)加入0.05mol的CuO粉末；

(4) 继续沸腾30分钟，然后停止加热；

(5) 从电炉上取下热溶液，自然冷却至室温。2小时后黄褐色沉淀物完全析出。

二、清洗-干燥

(1) 倒掉沉淀中的上部蓝色清液，用体积为沉淀物5倍的丙酮与其混合。充分搅拌后再进行离心分离。此步骤重复三次。

(2) 将清洗后的产物放入硅胶干燥器中，12小时后得到无水的氧化铁纳米团簇，其状态如图1所显示。从图中可看出，团簇尺寸在40nm左右，从插图中可进一步看出，团簇由几纳米的更小微粒构成。

实施例2：

一、反应

(1) 配制Fe(NO₃)₃水溶液（400ml,0. 5M）；

(2) 在电炉上将Fe(NO₃)₃水溶液加热至沸腾。

(3)加入0.3mol的CuO粉末；

(4) 继续沸腾30分钟，然后停止加热；

(5) 从电炉上取下热溶液，自然冷却至室温。2小时后黄褐色沉淀物完全析出。

二、清洗-干燥

 (1) 倒掉沉淀中的上部蓝色清液，用体积为沉淀物5倍的丙酮与其混合。充分搅拌后再进行离心分离。此步骤重复三次。

(2) 将清洗后的产物放入硅胶干燥器中，12小时后得到无水的氧化铁纳米团簇，其状态如图2中所显示。

实施例3：

一、反应

(1) 配制Fe(NO₃)₃水溶液（400ml,1M）；

(2) 在电炉上将Fe(NO₃)₃水溶液加热至沸腾。加热过程保持搅拌；

(3)加入0.6mol的CuO粉末；

(4) 继续沸腾30分钟，然后停止加热；

(5) 从电炉上取下热溶液，自然冷却至室温。2小时后黄褐色沉淀物完全析出；