一种纳米水合氧化铁(III)的制备方法及其应用

发布日期:2024/5/11 9:20:43

水合氧化铁(III)因其优异的物理和化学性质，已成为一种重要的材料，且在各个领域都有潜在的应用价值，如用作颜料、磁性材料、光敏材料、气敏材料、催化剂等。近年来，水合氧化铁(III)又广泛用作吸附材料，用于环境保护，可吸附H2S等有害气体，可用作脱硫剂；也可用作饮用水、工业废水等水中重金属的吸附剂^[1]。

水合氧化铁(III)

性质

水合氧化铁(III)，英文名：Iron hydroxide oxide，CAS号：20344-49-4，分子量：88.85170，密度：3.4-3.9，沸点：N/A，分子式：FeHO2，熔点：135°C，为细黄色，无气味的粉末，应放入紧密的贮藏器内，储存在阴凉，干燥的地方。

制备方法

(1)取20.2g硝酸铁和10.5g柠檬酸溶解于100mL去离子水中，得到Fe³⁺浓度为0.5mol/L和柠檬酸浓度为0.5mol/L的A混合液;

(2)取12.0g尿素和2.3g乙醇溶解于50mL去离子水中，得到尿素浓度为4mol/L和乙醇浓度为1mol/L的B混合液;

(3)将步骤(2)得到的B混合液用蠕动泵按照1mL/min的速度滴加到步骤(1)得到的A混合液中，滴加B混合液的同时用磁力搅拌器按照1000r/min的速率搅拌，待B混合液滴完后，再继续搅拌10min，得到C混合液，其中，A混合液和B混合液的体积比为2:1;

(4)将步骤(3)得到的C混合液倒入水热反应釜中，然后将水热反应釜放入烘箱中，在110℃下反应14h，结束后自然冷却至室温，进行固液分离，得到沉淀，然后将沉淀装入离心管中，先加入乙醇离心洗涤三次，再用去离子水离心洗涤至中性，在90C下干燥16h，自然冷却至室温，得到纳米水合氧化铁(III)^[2]。

应用

取3g新制备的纳米水合氧化铁(III)放入转化炉中，在130℃下抽真空还原6h，然后用杜瓦瓶装满液氮，将转化炉放入装满液氮的杜瓦瓶中，待温度探头显示的温度为液氮温度后，通入经过脱水脱氧后的高纯氢气进行正仲氢转化，并用转子流量计测氢气流速，最后进入气相色谱仪中分析仲氢含量，并计算正仲氢转化率。结果表明，所制备的纳米水合氧化铁(III)粒径小，活性高，将其用于正仲氢催化转化，仲氢浓度在48%以上，转化率在95%以上^[2]。