三氧化二鐵奈米微粒合成與應用

Synthesis and Application of Iron(III) Oxide Nanoparticles

李崧助(HASH(0x1ad66b50))

指導教授 ： 周更生

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2008年)

摘要

本研究以化學沉澱法製備α相的三氧化二鐵(α-Fe2O3)。根據一些製備α-Fe2O3的文獻，可以發現到它們都有幾個共同的缺點：(1)反應時間長；或(2)前趨鹽的濃度普遍偏低，產物的量少。因此本研究之重點即在於開發新的製程改善前述缺點，希望能夠找到一種高的前趨鹽濃度、反應時間短、且仍有小粒徑而懸浮的α相三氧化二鐵的製程，以便未來之應用研究。
研究主要有兩種製程：(1)第一種是以氯化鐵為前趨鹽，氫氧化鈉和尿素作為沉澱劑，二氯化鐵為反應加速劑，PVP (Polyvinyl pyrrolidone)為保護劑，利用價格低廉的化學沉澱法完成製備奈米級α相的三氧化二鐵。添加高量的氫氧化鈉可以快速地提升轉化率，但是容易因為沉澱反應太快，而造成不均勻性的現象，故改以少量NaOH並搭配尿素作為沉澱劑，儘可能降低此不均勻的問題。二氯化鐵的添加能夠加速氫氧化鐵的脫水與溶解，在短時間內得到α-Fe2O3。(2)第二種方法和第一種方法類似，但沒加入二氯化鐵，只有利用尿素就可以快速的反應生成奈米級α相的三氧化二鐵。保護劑PVP則可以有效地吸附在生成粒子的表面並提供立體結構障礙，以抑制奈米粒子的聚集，達到所要求的奈米級懸浮微粒之目標。
除程序探討外，對於成品的諸多特性，例如晶相(XRD)、粒徑分佈、形態(SEM、TEM)、光譜(UV-Vis)及熱重行為(TGA)，亦加以分析以增進對反應過程機制之瞭解。

關鍵字

三氧化二鐵

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無資料

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參考文獻

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