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实验三纳米铁粉的制备一、文献综述纳米粉末的表面原子数、表面能及表面张力随粒径减小而急剧增加，小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等导致纳米微粒的热、磁、光敏感特性和表面稳定性等不同于常规粒子。因此，纳米铁粉在高效催化、光吸收材料、气敏元件、高密度磁记录材料等领域得到日益广阔的应用，纳米微粒物性的研究和制备技术的发展也得到高度的重视。高树梅等在《改进液相还原法制备纳米零价铁颗粒》中指出，通过添加高分子分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和乙醇对纳米铁颗粒进行表面物理改性,从而达到改善其在水溶液中分散性的目的。普京辉等在文章《纳米α­Fe金属磁粉制备及其磁性能研究》中指出在乳化剂PG参与下,从铁盐溶液中沉淀析出FeC2O4·2H2O作前驱体,经热分解、氢气还原和表面钝化处理,制备出轴比1～3(长短径比)、长径约50nm的椭球或短棒状α-Fe金属磁粉.为配合当前中学化学课程改革和教育部新课标的理念，使中学生直接感受到纳米材料的奇异特性。本实验选择制备工艺简单，设备要求低，生产成本低的固相还原法,此实验可操作性强，在中学化学实验室条件和教师指导下，具备一定化学知识的高中学生便可完成。纳米铁粉的“自燃现象”甚至可替代“白磷的自燃”实验，安全、无毒。二、实验目的1.进一步巩固铁的物理性质和化学性质的认识,养学生对原有知识的进一步探究学习的能力。2.认识铁粉具有可燃性，并重温燃烧条件的知识。3.丰富学生的实验内容，提供学生尝试新实验的机会，增强其实验技能，培养其学习化学的兴趣。三、实验原理纳米铁粉制备方法主要分为物理法和化学法。物理法分为冷冻干燥法、深度塑性变形法、物理气相沉积法等。化学方法主要有热解羰基铁法，水热合成法，水解还原法，化学还原法，电沉积法，溶胶一凝胶法，改进共沉淀法，共沉淀法，微乳液法等，其中化学还原法分为固相还原法和液相还原法。由于我们做的是学生实验，所以选择制备工艺简单，设备要求低，生产成本低的固相还原法，又叫溶液沉淀法，这种方法的前驱体（二水草酸亚铁）处理较麻烦。二水草酸亚铁经热分解，氢气还原和表面钝化处理，制得轴比长为1：3，长径约为50nm的椭球或短棒状α-Fe粉。但我们要得到的主要是Fe粉自燃现象，对铁粉的粒径形状要求不高，所以只做到二水草酸亚铁经热分解。FeSO4·7H2O+(COOH)2═Fe(COO)2·2H2O↓+H2SO4+7H2OFeSO4+(COOH)2═Fe(COO)2↓+H2SO4（不含结晶水方程式）将所得晶体或粉末在700℃下焙烧：Fe(COO)2·2H2O═Fe+2CO2↑+2H2O↑Fe(COO)2═Fe+2CO2↑[3]吴栋，韦建军，唐永建，吴卫东，罗江山，孙卫国．纳米铁粉制备方法的研究[J]．四川大学学报（自然科学版），2008（2）：352—356．[4]赵维元．纳米铁粉的制备及应用研究[J].高中数理化，2015:62[5]高中化学课程标准中的探究实验与设计实验

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