Tetraóxido de trihierro CAS 1317-61-9

tetraóxido de trihierroes una sustancia inorgánica con la fórmula química Fe3O4. Es un cristal negro con magnetismo, por lo que también se le llama óxido de hierro magnético. No puede considerarse como "metaferrita ferrosa" [Fe (FeO₂)₂], ni como una mezcla de óxido ferroso (FeO) y óxido férrico (Fe₂O₃), pero puede considerarse aproximadamente como un compuesto de óxido ferroso y óxido férrico (FeO · Fe₂O₃). Esta sustancia es insoluble en agua, solución alcalina, etanol, éter y otros solventes orgánicos. El óxido férrico natural es insoluble en solución ácida y es fácil de oxidar en óxido férrico (Fe₂O₃) en el aire bajo condiciones húmedas. Por lo general, se usa como pigmento y agente de pulido, y también se puede usar para fabricar cintas de audio y equipos de telecomunicaciones.

1. El óxido ferroférrico es un material magnético común.

2. El Fe puro especial₃O₄se utiliza como materia prima de cintas de grabación y equipos de telecomunicaciones.

3. La magnetita natural es la materia prima de la fabricación de hierro.

4, para hacer imprimación y capa superior.

5, el óxido férrico es la principal materia prima para la producción de catalizador de hierro (un catalizador).

6, su dureza es muy grande, se puede utilizar como abrasivo. Ha sido ampliamente utilizado en el campo del frenado de automóviles, como pastillas de freno, zapatas de freno, etc.

7. El óxido ferroférrico ha sido reconocido en el campo de los materiales de soldadura en China. La producción de varillas y alambres para soldar aún está en pañales, y la perspectiva del mercado es muy amplia.

8.Fe₃O₄muestra un buen desempeño en el tratamiento de aguas residuales debido a su gran gravedad específica y fuerte magnetismo.

9, el óxido de hierro también se puede utilizar como pigmento y agente de pulido.

10, también podemos a través de algunas reacciones químicas, como el uso de nitrito de sodio, etc., para que la superficie del acero genere una capa de óxido de hierro denso, para prevenir o ralentizar la corrosión del acero, como armas de fuego , superficie de la hoja de sierra azul, negro. Comúnmente conocido como 'asado azul'.

11. Hacer un electrodo especial.

1. Método de precipitación

El método de precipitación es el método más utilizado para preparar nanopartículas debido a su operación simple, bajo costo, alta pureza y composición uniforme, lo cual es adecuado para la producción a gran escala. Al mismo tiempo, la dispersión de las nanopartículas se puede mejorar agregando dispersantes orgánicos o agentes complejantes a la mezcla de precipitación, y se puede superar la desventaja de la fácil aglomeración de las nanopartículas. Los métodos comunes de precipitación incluyen coprecipitación, precipitación hidrolítica, precipitación ultrasónica, solución de sal de alcohol y descomposición de quelatos.

(1) Método de coprecipitación:

Mediante el método de coprecipitación, se agregan precipitantes a la solución que contiene varios cationes para permitir que todos los iones precipiten por completo. Para obtener una precipitación uniforme, la solución salina que contiene varios cationes generalmente se agrega lentamente al precipitador excesivo para agitar, de modo que la concentración de todos los iones exceda en gran medida la concentración de equilibrio de la precipitación, y todos los componentes se separan al mismo tiempo en proporción en la medida de lo posible.

Su principio es Fe^{2 más}más 2Fe^{3 más}más 8OH ^-→ Fe₃O₄más 4H₂O.

La relación molar de Fe^{2 más}y fe^{3 más}tiene un efecto directo sobre la estructura cristalina de las nanopartículas preparadas por el método de precipitación; El valor de PH de la solución, la concentración de iones y la temperatura de reacción afectan el tamaño de las partículas. El principal problema del método de precipitación es cómo preparar nanopartículas con estructura monocristalina y tamaño de partícula uniforme mediante el control de las condiciones de reacción. También se debe considerar la filtración y el lavado del precipitador externo.

la Fe₃O₄Las nanopartículas obtenidas por el método de coprecipitación son en su mayoría de estructura esférica y de pequeño tamaño (5-10nm). Sin embargo, debido a la baja temperatura de reacción, la cristalinidad de las partículas obtenidas es relativamente pobre. Además, el nano Fe₃O₄las partículas preparadas por este método son fáciles de aglomerar entre las partículas durante el lavado, filtrado y secado, lo que afectará el rendimiento de nano Fe₃O₄.

(2) Método de precipitación por hidrólisis:

El método de precipitación por hidrólisis es liberar OH^- por hidrólisis de sustancias alcalinas. Las sustancias alcalinas comunes incluyen urea, hexametilendiamina, etc. Estas sustancias liberan OH^- lentamente, lo que conduce a la formación de nanopartículas uniformes al preparar nano Fe₃O₄ partículas Generalmente, este método puede producir nanopartículas con una distribución de partículas de 7 nm a 39 nm.

(3) Método de precipitación ultrasónica:

El ultrasonido puede producir un efecto de cavitación en el solvente, y la burbuja de cavitación generada colapsa en un tiempo muy corto de 10-11 segundos, generando una temperatura alta de alrededor de 5000K en la burbuja. En comparación con la tecnología de agitación tradicional, esta serie de cavitación es más fácil de lograr una mezcla uniforme mesoscópica, eliminar la desigualdad de concentración local, mejorar la velocidad de reacción, estimular la formación de nuevas fases y también puede desempeñar un papel de cizallamiento en la aglomeración, lo que conduce a la formación de pequeñas partículas. La aplicación de la tecnología ultrasónica no tiene requisitos especiales sobre las propiedades del sistema, siempre que exista un medio líquido para la transmisión de energía. Vijayakumar. R et al. utilizó la radiación de ultrasonido de alta intensidad para preparar las partículas superparamagnéticas de Fe3O4 con un tamaño de partícula de 10 nm a partir de la solución de acetato férrico.

(4) Solución salina alcohólica:

Mediante el uso del efecto de reducción de la ionización del acetato de sodio en agua para generar acetato, el Fe se redujo parcialmente a Fe a unos 180 grados en un reactor de alta presión. Yonghui Deng y otros calentaron FeCl₃acetato de sodio y etilenglicol en un reactor de alta presión a 200 grados durante 8 h para preparar Fe superparamagnético₃O₄ nanopartículas.

(5) Método de descomposición de quelatos:

El principio de este método es que los iones metálicos y los ligandos apropiados forman un complejo estable a temperatura ambiente. A la temperatura y el valor de pH apropiados, el complejo se destruye. Los iones metálicos se liberan nuevamente y reaccionan con los iones OH en la solución y los precipitadores y oxidantes externos para generar óxidos metálicos insolubles, hidróxidos, sales y otros precipitados de diferente valencia. El tratamiento adicional puede producir nanopartículas de cierto tamaño o incluso forma.

2. Método hidrotermal (solvotermal):

La reacción hidrotermal (solvotérmica) es un término general para las reacciones químicas que se llevan a cabo a alta temperatura y alta presión en fluidos como una solución acuosa (disolvente orgánico) o vapor. El método hidrotermal es un tipo de síntesis para preparar nano polvo desarrollado en los últimos diez años. El Fe3O4 preparado por este método tiene un tamaño de partícula pequeño, un tamaño de partícula uniforme, no necesita pretratamiento de calcinación a alta temperatura y puede realizar dopaje de iones multivalentes. Sin embargo, el método hidrotérmico requiere el uso de equipos resistentes a altas temperaturas y altas presiones, por lo que el costo de este método es alto y es difícil lograr una producción a gran escala.

Nanómetro Fe₃O₄preparado por método hidrotermal utiliza principalmente sales de hierro inorgánicas (FeCl₃ · 6H₂O, FeCl₂ · 4H₂O, FeSO₄) y sales orgánicas de hierro (ferroceno Fe (C₅H₅)₂) como precursores, hidrazina, polietilenglicol, PVP, etc. como tensioactivos, y se sintetiza en solución alcalina por debajo de 200 grados.

Shouheng Sun preparó Fe superparamagnético₃O₄partículas con tamaño de partícula controlable por método hidrotermal. primero fe₃O₄Se prepararon partículas con un tamaño de partícula de 4 nm utilizando Fe (acac) 3 como fuente de Fe, y luego Fe₃O₄Se prepararon nanopartículas con un tamaño de partícula de 4nm controlando el tiempo de retención y otros factores.

Zhen Li et al. informó que Fe₃O₄Se prepararon nanopartículas usando FeCl común₃ · H₂O como precursor en lugar del caro Fe (acac)₃.

Yadong Li et al. informaron que el Fe monodisperso₃O₄Se prepararon nanopartículas con FeCl₃ · 6H₂O, NaAC, EG y PEG como materias primas, y el tamaño de partícula era ajustable.

3. Método de microemulsión:

El método de microemulsión se refiere a la formación de una loción por dos solventes inmiscibles bajo la acción de un surfactante, es decir, las moléculas anfifílicas dividen el medio continuo en pequeños espacios para formar un microrreactor, en el cual los reactivos reaccionan para generar una fase sólida. Debido a la limitación del microrreactor en la nucleación, crecimiento de cristales, coalescencia, agrupamiento y otros procesos, se forman nanopartículas con una capa de tensioactivo y una determinada estructura y morfología condensada.

La preparación del catalizador nanométrico por el método de micro loción tiene las ventajas de un equipo simple, condiciones experimentales moderadas y un tamaño de partícula controlable, que es incomparable con otros métodos. Por tanto, se ha convertido en una tecnología muy interesante en la síntesis de nanocatalizadores. La investigación sobre la preparación de nanocatalizadores mediante el método de microloción se centra principalmente en el control del tamaño de las partículas, mientras que la investigación sobre el control de la monodispersidad de las partículas es relativamente menor.

4. Método sol-gel

Este método utiliza la hidrólisis y la polimerización de alcóxidos metálicos para preparar un sol uniforme de óxidos metálicos o hidróxidos metálicos y luego lo condensa en un gel transparente. El gel se seca y se trata térmicamente para preparar un polvo ultrafino de óxido. La desventaja del método Sol gel es que el uso de alcóxidos metálicos como materia prima genera un alto costo y un largo ciclo de síntesis en el proceso de gelificación. Al mismo tiempo, no se ha informado sobre la aplicación del método sol-gel para preparar nanopartículas con un tamaño de partícula inferior a 100 nm.

Además, se han informado sucesivamente otros métodos de preparación, como el método de microondas, el método de precursor de carbonilo pirolítico, el método ultrasónico, el método de oxidación por aire, el método de reducción por pirólisis, el método de reducción con polioles, etc.

la fe negra₃O₄Se pueden obtener nanopartículas añadiendo FeSO₄solución a solución de amoníaco en el horno de microondas durante 8 s. Alivasatos et al. preparado monodisperso - Fe₃O₄nanopartículas, desde entonces, este método ha sido ampliamente utilizado en la preparación de nanopartículas de óxido magnético monodisperso. Liu et al. preparó nanopartículas magnéticas de FePt con un diámetro de 3 nm utilizando el método de reducción de polioles y la reacción de reducción de acetilacetonato ferroso y acetilacetonato de platino en la fase líquida a alta temperatura. Las partículas estaban monodispersas bajo la protección de un tensioactivo. Meng Zhe et al. Fe preparado con éxito₃O₄polvo ultrafino de alta pureza, fuerte magnetismo y distribución esférica por inducción de oxidación y oxidación por aire de Fe (OH)₂suspensión a temperatura ambiente con pH=10 más o menos.

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