[发明专利]室温条件下制备水溶性铁氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种室温条件下制备水溶性铁氧化物的方法。

背景技术

水溶性铁氧化物作为一种特殊的功能材料，是用水溶性的表面活性剂对粒子表面进行修饰，均匀地分散在水溶液中形成的一种均匀稳定的胶体溶液。一般用铁及其氧化物等作为磁性颗粒，以水溶性分子作为表面活性剂，对磁性颗粒进行表面修饰。由于水溶性磁性纳米粒子具有水溶性和固体的磁性，使得磁性纳米粒子在许多领域，如磁分离、药物的靶向运输、核磁共振造影等领域有着重要的应用。

铁氧化物常见的有氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe₂O₃)和四氧化三铁(Fe₃O₄)等，溶于酸，不溶于水、碱及乙醇、乙醚等有机溶剂。铁氧化物是常用的磁性材料。

目前水溶性铁氧化物的化学制备方法，包括共沉淀法、高温分解加后处理、水热法等。上述方法都必须经过高温下反应或加热处理，能源消耗较大，方法复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能耗低、工艺简单、室温条件下制备水溶性铁氧化物的方法。

本发明的室温条件下制备水溶性铁氧化物的方法，包括下列步骤：

1.将二价铁盐、三价铁盐和表面活性剂在研钵中研磨，其中：二价铁盐与三价铁盐的摩尔比为1∶2；表面活性剂与二价铁盐加入量的摩尔比为2.5-5∶1；

2.待步骤1的组分研磨充分后加入强碱，再充分研磨，其中：强碱与二价铁盐加入量的摩尔比为8∶1；

3.待反应完全后，用去离子水超声清洗5-10分钟，再12000r/min离心30min，将溶液倒掉，用去离子水超声清洗5-10分钟至将溶液倒掉的过程要重复进行三次，即得水溶性铁氧化物。

步骤1所述的二价铁盐为硝酸亚铁、硫酸亚铁铵和硫酸亚铁中的一种。

步骤1所述的表面活性剂为柠檬酸钠。

步骤1所述的三价铁盐为三氯化铁和硝酸铁中的一种。

步骤2所述的强碱为氢氧化钠类强碱。

本发明制备的水溶性铁氧化物粉末所有EDS谱峰可以按照标准样品进行对照：

通过与国家标准进行对比，可以得到样品中元素的种类：

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明的水溶性铁氧化物制备方法，反应在室温下进行，克服了化学合成中复杂的后处理过程，以及高耗能问题。

2.本发明制备过程中进行的化学反应式为：

Fe⁺²+2Fe⁺³+8NaOH→Fe(OH)₂+4Fe(OH)₃    (1)

进而Fe(OH)₂和Fe(OH)₃同时脱水反应生成FeFe₂O₄：

Fe(OH)₂+2Fe(OH)₃→FeFe₂O₄+4H₂O        (2)

3.本发明的制备方法中采用原料简单，且都为初级化学原料，因而制备成本低。

总之，采用本发明制备水溶性铁氧化物操作简单，工艺易控制，制备周期短，生产成本低，能耗小，且无环境污染，易于推广。

附图说明

图1为采用本发明所得水溶性铁氧化物的能量色散光谱能谱图(EDS)

其中：横坐标表示能量(keV)，纵坐标表示强度。

图2为采用本发明所得水溶性铁氧化物的红外光谱图

其中：横坐标表示波长(cm^-1)，纵坐标表示吸收强度

具体实施方式

实施例1