(完整word版)文献综述纳米催化化学

1、（完整word版）文献综述纳米催化化学 # 文献综述摘要纳米材料得特性决定了其应用前景，纳米四氧化三铁由于其纳米特性和超顺磁性，生物医学特性，再化学生物方面有着很重要得应用意义，本文通过介绍了纳米四氧化三铁得一般制备方法和一些合成及应用进展，并简单介绍其发展趋势。关键字四氧化三铁磁流体化学合成1。纳米材料概述纳米材料是指由尺寸小于100nm（110Onm）的超精细颗粒构成的材料的总称。由于纳米尺寸的物质具有突出的表面效应、小尺寸效应和量子限域效应，因而纳米材料具有异于普通材料的光、电、磁、热、力学、机械等性能.根据物理形态划分，纳米材料大致可分为纳米粉末（纳米颗粒）、纳米纤维（纳米管、纳米线）

2、、纳米膜、纳米块体和纳米相分离液体等五类。三维尺寸均为纳米量级的纳米粒子或人造原子被称为零维纳米材料,纳米纤维为一维纳米材料，而纳米膜（片、层）可以称为二维纳米材料，而有纳米结构的材料可以称为三维纳米材料。2。纳米四氧化三铁得制备和合成研究2.1纳米四氧化三铁四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，又称磁性氧化铁，不溶于酸或碱，是电的良导体。结构和性质是材料表征中两个基本的属性，二者密不可分，因此，研究四氧化三铁的结构对于了解其性质以及探索其可能的应用具有十分重要的价值。X射线衍射研究结构证明，Fe3O4为两种阳离子和氧离子形成的氧化物，是Fe2+和Fe3+混合氧化态的化 #(完整word版)文献综述

3、纳米催化化学合物或Fe3+酸，即化学式为Fe2+Fe3+(Fe3+O4)，是反尖晶石结构。习惯上仍用Fe3O4来表示，但不能看成FeO和Fe2O3的混合物氧化物.Fe3O4是由Fe2+、Fe3+、O2-通过离子键而组成的复杂离子晶体。离子键的排列方式与尖晶石构型相仿.在四氧化三铁的结构中，四氧化三铁是含有混合价态的物质，其中的离子多以链状交替存在,即-Fe2+-Fe3+-Fe2+-Fe3+这样的结构是有利于电子在链上的传递，使得四氧化三铁有导电性。Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，它独特的电学和磁学性能，使其广泛用作磁流体和磁记录材料等。纳米尺度的Fe3O4具有与生物组织的兼容性，以及与尺寸

4、和形貌有关的电学和磁学性能，使它在磁性墨水、电子与生物敏感材料、高密度磁记录介质和生物医药等领域具有更广泛的应用1。人们采用各种物理化学方法已制备了单分散性的Fe3O4纳米颗粒、Fe3O4八面体、纳米棒、纳米线、纳米链、纳米管、纳米锥阵列、空心微球、三维超晶格、和纳米花等纳米结构2。由于磁性的存在，纳米四氧化三铁通过磁控很容易就能从反应体系中分离出来。不会对反应物产生污染。2.2纳米四氧化三铁得合成方法纳米四氧化三铁颗粒合成方法众多,主要分为物理法、化学法和物化综合法.虽然物理方法有利于进行大规模生产，但是在制备过程中通常需要诸如高温、高压或高真空等苛刻条件，这会导致制备过程的高耗能和纳米微粒

5、的高成本,而且物理法制备纳米颗粒的尺寸可控性较差;采用化学合成法，将气、液、固相中的原子、分子通过化合、分解凝聚合成为微粒子，操作简单，成本低，比表面积高，不易团聚,试验过程中容易控制.化学法按分散介质种类来分，可划分为气相法、液相法和固相法.液相法制备纳米颗粒具有成核和成长过程易调配，微粒的化学组成、形状和大小容易控制的显着特点，而且该方法添加的微量成分和组成较均匀,即使是对于很复杂的材料也可以获得化学均匀性很高的微粒，因此受到越来越多的关注。(完整word版)文献综述纳米催化化学(完整word版)文献综述纳米催化化学 下面就主要介绍几种纳米四氧化三铁的液相化学制备方法.共沉淀法该法是最早采

6、用的液相化学反应合成金属氧化物纳米颗粒的方法,它是在有两种或多种阳离子的溶液中加入沉淀剂，这种多元体系的溶液经过沉淀反应后,可得到成份均一的沉淀。目前最普遍使用的方法，是根据方程式:2Fe3+Fe2+8OHFe3O4+4H2O进行的。通常是把Fe2+和Fe3+的硅酸盐或氯化物溶液以2:3的比例混合后，用过量的NHyHf或NaOH在一定温度和PH值下，高速搅拌进行沉淀反应，然后将沉淀过滤、洗涤、烘干，制得纳米四氧化三铁微粒。宋丽贤等将FeCI36H2O和FeCI26H2O按物质量之比为1.8:l的比例溶解，加入适量的柠檬酸、聚乙二醇分别作为配合剂和分散剂，在恒温水浴中，以NaOH作为沉淀剂进行滴

7、加。真空干燥得磁性纳米四氧化三铁粉体。对获得的粉体进行表征結果表明，所得四氧化三铁粉体平均粒径为30nm、粒度分布均匀、分布带较窄且产物纯度高.微乳液法微乳液是由油、水、表面活性剂组成的透明、各向同性、低黏度的热力学稳定体系，其中不溶于水的非极性物质作为分散介质，反应物水溶液为分散相，表面活性剂为乳化剂,形成油包水型或水包油微乳液。这样反应空间仅限于微乳液滴这一微型反应器的内部，可有效避免颗粒之间的进一步团聚。因而得到的纳米粉体粒径分布窄、形态规则、分散性能好且大多为球形。图1.1所示的是微乳液法的一般操作流程。柴波对油包水(W/0)型微乳液进行了制备研究，利用拟三元相图探明了一定条件下的W/

8、O型微乳液中的最佳体系。进而利用此W/0型微乳液作为“微反应器”制备Fe3O4纳米粒子。经X射线衍射仪分析，四氧化三铁颗粒有较完整的尖晶石结构，特征峰明显，平均粒径为35。6nn。表面活性筍卩乳化-菰淀产品Hf分离T抚癞Fl干燥”槪挠1有机溶刑J图1。1微乳液法的一般的工艺流程溶胶凝胶法这个方法是纳米材料制备的最为常用的方法之一，此法利用金属醇盐的水解和聚合反应制备金属氧化物或金属氢氧化物的均匀溶胶，再浓缩成透明凝胶，凝胶经干燥，热处理可得到氧化物超微粉。其中控制溶胶凝胶化的主要参数有溶液的pH值、溶液浓度、反应温度和时间等。通过调节工艺条件可以制备出粒径小、粒径分布均匀、化学活性大的单组分或

9、多组分分子级混合物，以及可制备传统方法不能或难以制得的产物等优点。JingXu等用Fe(NO3)39H2O作为铁源，溶解在乙二醇中，在80工下制得溶胶，多步烘干后，在真空条件下对所得粉末进行200T400T退火，得到四氧化三铁纳米颗粒。对其产物的表征中，不同的退火温度下得到产物的粒径为8.5nm-15.6nm。可以看出其产物的粒度随合成温度的升高而增大，且此种合成方法可以应用于合成其他氧化物纳米颗粒。水热法采用高温高压条件下，在水溶液或蒸汽等流体中合成欲制备的氧化物。具有原料易得、粒子纯度高、分散性好、晶形好且可控及成本相对较低等优点。在本实验的碳层的包覆反应中使用了该方法。FanR等在高压釜

10、放入1.39gFeSO4、I。24gNaS2O3、14ml蒸馏水，缓慢滴加10mLI。0mol/LNaOH溶液，不断搅拌，反应温度为140T,12h后冷却至室温，得到灰黑色沉淀，经过滤，热水和无水乙醇洗涤在70工真空干燥4h,得到50nm准球形多面体四氧化三铁纳米晶体，产率高于90%。溶剂热法(完整word版)文献综述纳米催化化学（完整word版）文献综述纳米催化化学 是在水热法的基础上发展起来，指在密闭体积内,如反应罐、高压釜，以有机物或非水溶媒为溶剂，在一定的温度和溶液的自生压力下，原始混合物进行反应的一种方法。反应驱动力是可溶的前驱物或中间产物与稳定新相间的溶解度差。溶剂热条件下，存在着

11、溶剂的快速对流与溶质的有效扩散，消除了物料的质量传输；其反应条件非常温和，可以合成亚稳相，发展新的合成路线；相对低温环境有利于生长极少缺陷、热应力小、完美的晶体,并能均匀的进行掺杂以及易于控制产物晶体的粒度；相比较水热法,能有效避免表面羟基的存在。YadongLi等【刀用FeC136H20在乙二醇中进行溶剂热反应，在加200T下，反应8-72小时，制得单分散四氧化三铁单晶纳米颗粒产率高达92%。得到样品呈超顺磁性，饱和磁化强度为81。9emu/g.根据反应时间不同，可以控制颗粒的粒度为200nm-800nm，该粒度与人体蛋白质细胞大小接近，表现出了良好的生物相容性,将对纳米生物学进展有着较大的

12、推动作用。这也是现有文献第一次合成此粒度四氧化三铁单分散磁性纳米颗粒.且此种方法也可用于铁氧体纳米磁性颗粒的制备.3。纳米四氧化三铁得应用用二氧化钛做光催化剂具有氧化活性高、稳定性好,且对人体无毒等优点，用来处理工业废水中的有机与无机污染物是一种十分有效的方法.其中,二氧化钛是以一种悬浮液的形式或固定在有机玻璃等材料上进行催化.固定式的光催化效率明显低于悬浮体系，尤其对于大规模的废水处理，悬浮体系更为有效。但是这种悬浮体系却极其难以回收.若将二氧化钛包裹或者负载在纳米四氧化三铁上制备磁性复合光催化剂，在废水处理后，靠磁场的作用，可使催化剂得到有效的回收，回收后的催化剂又可以被重新利用8。随着医

13、学技术的发展，人们对药物的要求越来越高，控制无效释放、减小副作用、提高药效、发展药物定向治疗已成为当今的研究热点在这方面，纳米四氧化三铁正在逐步扮演重要角色。由于Nb、B都被证明有一定的毒性，使得纳米四氧化三铁在医学领域中的应用更加备受重视，例如，四氧化三铁纳米微粒作为增强显影剂，造影剂等的研究；在靶向释药方面，利用四氧化三铁作为吸附剂，利用磁分离技术来制备生物高分子微球用于靶向药物等的研究已成为当前生物医学的热门课题。除此以外，还有如细胞磁分离、肿瘤的磁栓塞治疗、肿瘤的高热治疗、视网膜脱离的修复手术、血流的磁测量、免疫测定等等9.4。展望随着现代合成技术得发展，纳米四氧化三铁得合成技术会不断

14、得完善。由于纳米四氧化三铁得超顺磁性和其生物相容性，它必将再将来得精细化工催化化学和生物医学中得到青睐，纳米四氧化三铁得溶剂热和微乳液法得发展提高了合成得可控程度，一定意义上促进了纳米四氧化三铁得应用.在结构上对纳米颗粒粒径得控制以及提高材料得分散度、提高纳米四氧化三铁得饱和磁化强度,扩展纳米四氧化三铁得应用领域是将来得研究和发展方向.参考文献：1付佳,许启明，李宁纳米四氧化三铁化学法制备及其应用JL无机盐工业，2007,39(10):57。2焦华,杨瑞丽，陈迪春等。单晶结构四氧化三铁纳米片的大面积生长J.科学通报,2007，52(16):18741878.3宋丽贤，卢忠远，刘德春等。分解沉淀

15、法制备磁性纳米Fe3O4的研究及表征J化工进展，2006,25(1):54-57。4柴波。微乳法制备Fe3O4磁性纳米粒子的研究J武汉工业学院学报，2006,25(1):65-67.JingXu,HaibinYang,WuyouFu,prenarationandmagneticpropertiesofmagnetitenanoparticlesbysogolmethodJJ.Magn。Magn。Mater.2007,309(10):307311。FanR,ChenXH,GuiZ，etal。Anewsimplehydrothermalpreparationofnanocrystallinemagneti