[发明专利]一种利用香蒲绒可控制备氧化铁粉体的方法

说明书

一种利用香蒲绒可控制备氧化铁粉体的方法，涉及氧化铁粉体制备技术领域。以香蒲绒的碱性提取液与氯化铁组成反应体系，通过改变碱性提取液的添加量控制反应体系pH值至4～14，经过水热反应及后处理获得氧化铁粉体。本发明通过简单水热法成功的获得两种氧化铁粉体。通过一系列的表征表明，在由香蒲绒碱性溶液所构成的反应体系中获得的α‑Fe₂O₃和Fe₃O₄粉体具有粒度分布较窄、颗粒粒度较为均匀，产物纯度较高以及较强的铁磁性。本发明方法具有香蒲绒原料丰富、制备成本低廉、获得产物的组成和形态可控以及操作简单等优点，可望用于批量生产高质量氧化铁粉体。

技术领域

本发明涉及氧化铁粉体制备技术领域，具体是涉及一种利用香蒲绒可控制备氧化铁粉体的方法。

背景技术

香蒲绒为一种常见的生物质材料，具有资源丰富和成本低廉等特点。由于对于香蒲绒缺乏了解，使得大部分的香蒲绒处于自生自灭的状态，造成了自然资源的较大浪费。目前，尽管也有许多关于香蒲绒的利用报道，然而，目前的这些报道主要还是局限于对香蒲绒的一些简单利用，诸如用作枕絮材料、保暖隔热材料、浮力材料和含油废水过滤材料等。这些方面的实际应用主要是利用其本身的物理特性(质软、密度小和表面光滑等)，因此，其利用率和利用价值也没有达到很高的水平。

α-Fe₂O₃和Fe₃O₄是两种常见的稳定的铁氧化物，可广泛用作无机颜料、催化剂及磁性材料等方面。工业生产这两种氧化铁的方法主要有煅烧法和固相还原法，这些方法通常都有一定的局限性：例如，获得的α-Fe₂O₃和Fe₃O₄两种粉体颗粒形态难以控制以及设备要求高等。

本发明针对以上几个方面的存在的不足，首先采用化学法处理香蒲绒后得到提取液，然后利用该提取液来可控制备高纯的氧化铁粉体，获得的两种氧化铁粉体形态可控。因此，相比已报道有关香蒲绒的利用情况，该发明方法具有一定的创意和实用价值。

发明内容

针对目前存在的上述技术问题，本发明提供了一种操作简单、成本低、形态可控的利用香蒲绒制备氧化铁粉体的方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种利用香蒲绒可控制备氧化铁粉体的方法，以香蒲绒的碱性提取液与氯化铁组成反应体系，通过改变碱性提取液的添加量控制反应体系pH值至4～14，经过水热反应及后处理获得氧化铁粉体。

作为本发明的利用香蒲绒可控制备氧化铁粉体的方法的优选技术方案，具体制备步骤为：将FeCl₃·6H₂O放置于烧杯中，加入香蒲绒的碱性提取液及适量去离子水，控制反应体系pH值至4～14；接着转移到水热反应釜中进行水热反应，最后将反应后得到的产物依次通过洗涤、固液分离和烘干处理，得到高纯的氧化铁粉体。

作为本发明的利用香蒲绒可控制备氧化铁粉体的方法的进一步优选技术方案，香蒲绒的碱性提取液的制备方法为：将干的香蒲绒加入到NaOH水溶液中浸泡12～72h，香蒲绒与NaOH之间的重量比为5～15：1～4，NaOH水溶液的浓度为0.25～1mol/L，然后过滤得到呈棕红色、pH值为9～14的碱性提取液。

作为本发明的利用香蒲绒可控制备氧化铁粉体的方法的进一步优选技术方案，FeCl₃·6H₂O的添加量为0.5～1g，香蒲绒的碱性提取液的添加量5～30mL，反应体系总体积为30mL。水热反应时间为6～24h，反应温度为180℃。