β-FeOOH制備及其還原過程研究.pdf

1、β-FeOOH是一種性能優(yōu)良的功能材料，可用作顏料、催化劑、磁記錄介質(zhì)的前驅(qū)體、磁性涂料和氣體傳感器等。同時(shí)，β-FeOOH是合成各種磁性材料(如Fe3O4、γ-Fe2O3和Fe等）的良好前驅(qū)體。例如，錄像磁帶中使用的磁性微粒(鐵或γ-Fe2O3)就是β-FeOOH前驅(qū)體在高溫鍛燒后獲得的。該方法獲得的磁性材料性能優(yōu)良且成本低廉，因此，應(yīng)用前景好。然而，β-FeOOH前驅(qū)體的控制合成、還原過程及其產(chǎn)物轉(zhuǎn)化工藝在當(dāng)前還值得繼續(xù)探究。本文結(jié)

2、合環(huán)境友好與還原的特點(diǎn)，側(cè)重開展了β-FeOOH的改性與制備，并嘗試實(shí)現(xiàn)以β-FeOOH為前驅(qū)體生產(chǎn)各種磁性納米材料;研究了其還原特性與產(chǎn)物轉(zhuǎn)化技術(shù);探索了各種磁性轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可能的機(jī)理等等。
　　本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　1.介紹β-FeOOH的研究現(xiàn)狀，對(duì)常用的制備方法、目前的主要研究方向、β-FeOOH與其他鐵系氧化物的關(guān)系、β-FeOOH的主要應(yīng)用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等方面做了詳細(xì)的介紹，在歸納與總結(jié)的基礎(chǔ)上對(duì)本文的研究?jī)?nèi)容提

3、出可行的方案。
　　2、采用不同合成方法，成功設(shè)計(jì)、制備出了5種形態(tài)的β-FeOOH納米晶;實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定合成多種形態(tài)的β-FeOOH納米材料。對(duì)所得的產(chǎn)物進(jìn)行了XRD、SEM、TGA等表征，對(duì)比分析它們的差異。
　　3、研究了常壓H2氣氛中，還原溫度為100℃～650℃，實(shí)驗(yàn)制備出的β-FeOOH納米晶的還原過程，主要包括:脫水(β-FeOOH→Fe2O3)、部分還原(Fe2O3→Fe3O4)和再完全還原(γ-Fe2O3→Fe

4、3O4/Fe)三個(gè)過程，并在β-FeOOH納米棒的表面實(shí)現(xiàn)了部分還原，得到了部分還原產(chǎn)物多晶的Fe3O4。
　　4、針對(duì)β-FeOOH納米晶氣壓誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的可能性，探索了其在硼氫化鈉溶液中70℃條件下的還原過程及轉(zhuǎn)變可能機(jī)理。發(fā)現(xiàn)在一定溫度下，密閉的水體系中，一定濃度的硼氫化鈉與β-FeOOH納米晶相互作用，β-FeOOH的轉(zhuǎn)變過程為:β-FeOOH→γ-FeOOH→Fe3O4。在此條件下，能可控獲得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的γ-FeOOH和F

5、e3O4兩種磁性納米材料。
　　5、通過葡萄糖的適量添加，實(shí)現(xiàn)了BiOCl與β-FeOOH兩種納米材料的有效復(fù)合，成功獲得了可見光催化性能優(yōu)異的β-FeOOH/BiOCl復(fù)合光催化劑。光催化實(shí)驗(yàn)表明，獲得的新型復(fù)合催化劑能有效降解污水中的甲基橙等有機(jī)污染物，在本文的實(shí)驗(yàn)中，降解率可達(dá)70％左右。
　　6、對(duì)所研究的內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的總結(jié)和梳理，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上對(duì)本課題的所需繼續(xù)進(jìn)行的工作提出合理的建議和可行的實(shí)驗(yàn)方案，以