[发明专利]一种花状FeOOH纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种花状FeOOH纳米材料及其制备方法与应用。本发明通过将铁盐、尿素加入到水中，搅拌均匀，得到澄清溶液，在搅拌状态下，将浓度为0.1～0.8mol/mL的十二烷基盐溶液滴加到所述澄清溶液中，滴加完后继续搅拌0.5～1小时，得到浑浊液，将该浑浊液过滤，得到滤液，最后将所述滤液在60～90℃恒温水浴环境下静置反应36～72小时，将反应产物洗涤、烘干，得到花状FeOOH纳米材料，该材料可用于作为前驱体合成Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;，或者用于制备催化剂、气体传感器、磁性介质、吸附剂、电容材料等。本发明制备方法简单、低温、原料普通、环境友好，所得产物形貌均一、形态可控。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，尤其涉及一种花状FeOOH纳米材料及其制备方法与应用。

背景技术

由于材料的尺寸、形貌及其结构对理化性质有很大影响，因而近年来人们在有效调控材料的尺寸、形貌及结构方面作了大量研究工作。近年来，具有特殊形貌和性能的自组装纳米材料引起了人们的广泛关注。较多文献报道了由纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米管等零维和一维材料组装成二维、三维多级功能材料。三维通常比二维和一维结构产生更多的活性位点或显示出更有趣的光、电、催化和磁性。氢氧化铁和氧化铁是重要的工业材料，针铁矿(α-FeOOH)可用在催化剂、气体传感器、磁性介质、吸附剂、电容材料等方面，是合成赤铁矿(α-Fe₂O₃)的最重要的前驱体。

多级结构α-FeOOH的合成方法主要包括模板法、Ostwald熟化和定向聚集，但这些方法往往需要较高的温度或较复杂的条件，使其规模化应用受到限制。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种花状FeOOH纳米材料。

为克服现有技术的缺点和不足，本发明的再一目的在于提供上述花状FeOOH纳米材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述花状FeOOH纳米材料的应用。

本发明是这样实现的，一种花状FeOOH纳米材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将铁盐、尿素加入到水中，搅拌均匀，得到澄清溶液；其中，所述铁盐、尿素、水的质量体积比为3.0～5.0g：4.0～7.0g：15～30mL；

(2)在搅拌状态下，将浓度为0.1～0.8mol/mL的十二烷基盐溶液滴加到所述澄清溶液中，滴加完后继续搅拌0.5～1小时，得到浑浊液，将该浑浊液过滤，得到滤液；其中，所述十二烷基盐溶液、澄清溶液的体积比为1：1～2；

(3)将所述滤液在60～90℃恒温水浴环境下静置反应36～72小时，将反应产物洗涤、烘干，得到花状FeOOH纳米材料。

优选地，在步骤(1)中，所述铁盐为Fe(NO₃)₃.6H₂O或FeCl₃.6H₂O；

优选地，在步骤(2)中，所述十二烷基盐选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种。

优选地，在步骤(3)中，将反应产物用乙醇洗涤若干次，在60℃烘箱中烘干。

本发明进一步公开了上述方法制备得到的花状FeOOH纳米材料。

发明进一步公开了上述花状FeOOH纳米材料作为前驱体在合成Fe₂O₃中的应用。

发明进一步公开了上述花状FeOOH纳米材料在制备催化剂、气体传感器、磁性介质、吸附剂、电容材料中的应用。