的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工技术领域，提出了一种纳米a -Fe2O3的制备方法。
【背景技术】
[0002] 纳米a-Fe2O3具有磁性和很好的硬度，可用作磁性材料和磁性记录材料；纳米 a-Fe2O3具有良好的耐候性，耐光性和化学稳定性，是一种重要的无机颜料和精细陶瓷原 料；纳米Ci-Fe2O3具有巨大的比表面，表面效应显著，是一种很好的催化剂；纳米Ci-Fe2O3 具有半导体特性，电导对温度、湿度和气体等比较敏感，是一种有发展潜力的敏感材料。总 之，纳米a-Fe2O3在磁记录材料、精细陶瓷、塑料制品、涂料、催化剂和生物医学工程等方面 有广泛的应用价值和开发前景。
[0003] 目前，Ci-Fe2O3的制备方法主要有湿法中的沉淀法、溶胶_凝胶法、强迫水解法、 胶体化学法、微乳液法、水热法；干法中的气相法和固相法。无论是采用干法或湿法来制备 a-Fe2O3都面临着同样的问题，S卩如何提高a-Fe2O3粒子的分散性和改善粒子表面性能， 有效控制纳米a-Fe2O3的粒子晶型和晶粒度，并简化制备工艺、降低工艺能耗，从而降低成 本。只有解决了这些问题才能真正实现纳米a-Fe2O3的工业化应用。
[0004] 例如，CN 103073065 A中描述了以六水合三氯化铁（FeCl3 ? 6H20)为铁源，尿素 (CO(NH2)2)为氢氧根离子引发剂，将铁源与引发剂利用超声溶解于甘油和水组成的混合溶 液中，密闭条件下在120°C - 160°C进行微波处理20- 50min ;将微波处理后产物自然冷却 后离心，所得沉淀采用乙醇和水进行交替洗涤，后干燥，得到整体结构由尺寸约20-50nm的 棒状纳米亚单元构成的a-Fe2O3纳球。
[0005] CN 103043726 A中描述了椭球形、粒径可控制的a-Fe2O3纳米颗粒的制备方法， 采用三价铁盐和羟基或/羰基表面活性剂的原料组合，与Fe (0H)3的-OH形成氢键而吸附在 晶体表面，含羟基或/羰基表面活性剂分子的不规则运动加剧，诱导形成椭球形a -Fe2O3晶 种，获得的产品粒径均匀。粒径分布在90- 800nm，可实现粒径90- 800nm范围内调控，提 高了产能，可实现工业化。
[0006] CN 102838172 A公开了一种制备纳米a -Fe2O3材料的方法，包括：（1)向Fe2+溶 液中加入强氧化剂，将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+活化后添加强碱溶液至PH=6. 0-11. 0,生成 Fe (OH)3晶种胶体；（2)将所述晶种胶体升温至80-90°C，依次加入Fe2+、Fe3+，逐步生长成纳 米a -FeOOH,反应终点PH为3. 5-6. 0 ; (3)将所述纳米a -FeOOH过滤干燥，300-400°C 煅烧得纳米a-Fe2O3。制备得到的纳米a-Fe2O3粒径小，分散好，分布窄而均匀。
[0007] 上述专利分析可以看出，如何解决纳米a -Fe2O3制备过程中存在的粒子分散度不 高，晶粒大，易团聚等问题，是纳米a-Fe2O3的研究重点所在。本发明提供一种不同于以往 纳米a-Fe2O3制备方法的新型制备工艺。通过在Fe (NO3)3溶液中加入活性物质混溶，加入碱 液后经过加热回流、液固分离得到纳米a-Fe2O3。具体过程是：通过在一定浓度的Fe(NO3)3 中加入一定量的活性物质，通过搅拌、静态混合或超声震荡使活性物质与Fe (NO3)3充分混 溶，加入一定浓度碱液后在一定围内调节PH值，加热沸腾回流一定时间，一定温度液下固 分离一定时间得到纳米Ct-Fe203。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的主要在于提供一种纳米a-Fe2O3的制备方法，通过该方法制备得到 的纳米a-Fe2O3粒径适宜、分布均匀，具有工业化应用价值。
[0009] 本发明主要特征是：通过在Fe(NO3) 3加入一种活性物质与Fe(NO3) 3充分后混溶制 备得到纳米ct-Fe203。。
[0010] 本发明的主要技术方案是：通过在Fe(NO3)3溶液中加入活性物质混溶，加入碱液 后经过加热回流、液固分离、烘干得到纳米a-Fe203。
[0011] 具体地说：是在质量百分比浓度为5%?50%的Fe(NO3)3中加入质量百分比为 0. 1%?5%的活性物质，通过搅拌、静态混合或超声震荡使活性物质与Fe(NO3) 3充分混溶， 加入质量百分比浓度为5%?30%的碱液，调节PH值7?13,加热沸腾回流2?10小时，在 80°C?200°C温度下液固分离3?24小时得到纳米a-Fe203。
[0012] 活性物质可以是一种或多种以下物质，如四丁基溴化铵（C16H36BrNX十六烷基三 甲基溴化铵（C19H42BrN)、聚乙二醇2000、聚乙二醇6000等。优选十六烷基三甲基溴化铵 (C19H42BrN)、聚乙二醇 6000。
[0013]Fe(NO3) 3溶液中活性物质的加入质量百分比浓度为0.1%?5%，优选0.5%?3%。
[0014]Fe(NO3) 3溶液质量百分比浓度为5%?50%，优选10%?30%。
[0015] 碱可以选取KOH、NaOH、氨水；，优选NaOH，氨水；最优NaOH。
[0016] 碱液质量百分比浓度为5%?30%，优选8%?25%。
[0017] PH调节值为7?13,优选8?11。
[0018] 回流时间为2?10小时，优选3?7小时。
[0019] 液固分离温度为80°C?200°C，优选100°C?180°C。
[0020] 液固分尚时间为3?24小时，优选5?16小时。
[0021] 本发明纳米a-Fe2O3主要用在贵金属催化剂中，利用其自身具有的磁性结构与贵 金属协同作用，从而进一步提高了贵金属催化剂的反应活性和选择性，在一定程度上解决 了部分催化加氢过程中存在的问题，如反应温度高、压力高、选择性低、转化率低等。制备得 到的纳米a-Fe2O3粒径适宜、分布均匀，具有工业化应用价值。特别是在降低能耗、减少环 境污染方面，纳米a-Fe2O3催化剂有着其他催化剂所不能代替的潜在市场。
【附图说明】
[0022] 图1是实施例中产品的Ium电镜扫描分析图；图2是500nm电镜扫描分析图；图3 是2um电镜扫描分析图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合实施例对本发明加以详细描述。
[0024] 实施例1 取50g浓度为10%的Fe(NO3) 3溶液，加入活性物质十六烷基三甲基溴化铵0. 5g，超声 溶解后，磁力搅拌下加入10%Na0H溶液并调节PH=7,然后加热沸腾回流4小时，120°C下液 固分离5小时，得到纳米a-Fe203。
[0025] 实施例2 取50g浓度为10%的Fe(NO3) 3溶液，加入活性物质聚乙二醇6000I.Og搅拌溶解后，磁 力搅拌下加入15%Na0H溶液并调节PH=8,然后加热沸腾回流5小时，140°C下液固分离7小 时得到纳米a_Fe203。
[0026] 实施例3 取50g浓度为10%的Fe(NO3) 3溶液，加入活性物质聚乙二醇6000I. 5g静态混合溶解 后，磁力搅拌下加入20%Na0H溶液并调节PH=9,然后加热沸腾回流6小时，160°C下液固分 离9小时得到纳米a-Fe203。
[0027] 实施例4 取50g浓度为10%的Fe(NO3) 3溶液，加入活性物质十六烷基三甲基溴化铵2.Og超声 溶解后，磁力搅拌下加入25%Na0H溶液并调节PH=IO，然后加热沸腾回流7小时，180°C下液 固分离11小时得到纳米a-Fe203。
[0028] 实施例5 取50g浓度为10%的Fe(NO3) 3溶液，加入活性物质聚乙二醇6000 0. 5g静态混合溶解 后，磁力搅拌下加入20%Na0H溶液并调节PH=9,然后加热沸腾回流5小时，120°C下液固分离 8小时得到纳米a-Fe203。
[0029] 实施例6 取50g浓度为10%的Fe(NO3) 3溶液，加入活性物质十六烷基三甲基溴化铵0. 5g搅拌 溶解后，磁力搅拌下加入20%Na0H溶液并调节PH=9,然后加热沸腾回流5小时，120°C下液 固分离8小时得到纳米a-Fe203。
[0030] 实施例得到的纳米a-Fe2O3通过XRD扫描分析表明，此方法制备得到的a-Fe2O3 平均粒径为2?5nm;通过电镜扫描分析，此方法制备得到的a-Fe2O3晶粒度适宜、分布均 匀。具体数据见表1实施例XRD分析数据、实施例电镜扫描分析图见附图1-3。
【主权项】
1. 一种纳米a-Fe2O3的制备方法，其特征是采用在Fe (NO3)3溶液中加入活性物质，混 溶后，加入碱液调节PH值，进行加热回流、液固分离得到纳米Ci-Fe 2C^
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是在质量百分比浓度为5%?50%的 Fe(NO3)3中加入质量百分比为0. 1%?5%的活性物质，通过搅拌、静态混合或超声震荡使活 性物质与Fe (NO3) 3充分混溶，加入质量百分比浓度为5%?30%的碱液，调节pH值7?13， 加热沸腾回流3?7小时，在80°C?200°C温度下液固分离5?16小时得到纳米a -Fe2O315
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于加入的活性物质为十六烷基三甲基 溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、聚乙二醇2000、聚乙二醇6000、四丁基溴化铵的一种或多 种。
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于加入的活性物质为聚乙二醇6000， 十六烷基三甲基溴化铵。
5. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于Fe (NO3) 3溶液中活性物质的加入质量 百分比为0. 5%?3%。
6. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于加入的碱液选自KOH、NaOH或氨水。
7. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于碱液的质量百分比浓度为8%?25%。
8. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于pH调节值为8?11。
9. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于液固分离温度为KKTC?180°C。
10. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于Fe (NO3) 3的质量百分比浓度为10%? 30%。
【专利摘要】本发明公开了一种纳米α-Fe2O3的制备方法，属于化工技术领域。采用在取50g浓度为10%的Fe(NO3)3溶液溶液中加入活性物质混溶后，再加入碱液进行加热回流、液固分离而得到纳米α-Fe2O3。具体是通过在一定浓度的取50g浓度为10%的Fe(NO3)3溶液中加入一定量的活性物质，与取50g浓度为10%的Fe(NO3)3溶液充分混溶，然后再加入一定浓度碱液后在一定围内调节pH值，加热沸腾回流一定时间，在一定温度下液固分离一定时间得到纳米α-Fe2O3。得到的α-Fe2O3平均粒径为2～5nm；通过电镜扫描分析，此方法制备得到的α-Fe2O3晶粒度适宜、分布均匀。
【IPC分类】B82Y40-00, C01G49-06
【公开号】CN104556242
【申请号】CN201310469131
【发明人】孙盛凯, 金汉强, 李玉杰, 丁红霞, 杨忠林
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 南化集团研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月10日