Triiron tetraoxideadalah bahan bukan organik dengan formula kimia Fe3O4, CAS 1317-61-9. Ia adalah kristal hitam dengan magnet, jadi ia juga dipanggil oksida besi magnet. Ia tidak boleh dianggap sebagai "metaferrite ferus" [Fe (Feo2)2], tidak sebagai campuran ferus oksida (FeO) dan ferric oksida (Fe2O3), tetapi ia boleh dianggap sebagai sebatian ferus oksida dan oksida ferrik (Feo · Fe2O3). Bahan ini tidak larut dalam air, larutan alkali, etanol, eter dan pelarut organik lain. Oksida ferrik semulajadi tidak larut dalam larutan asid, dan mudah untuk mengoksidakan ke dalam oksida ferrik (FE2O3) di udara di bawah keadaan lembap. Ia biasanya digunakan sebagai ejen pigmen dan penggilap, dan juga boleh digunakan untuk membuat pita audio dan peralatan telekomunikasi.
|
Formula kimia |
Fe3O42- |
|
Jisim tepat |
232 |
|
Berat molekul |
232 |
|
m/z |
116 (100.0%), 115 (19.1%), 116 (6.9%), 114 (1.2%) |
|
Analisis Elemental |
Fe, 72.36; O, 27.64 |
|
|
|
Triiron tetraoxide(Fe ∝ O ₄), juga dikenali sebagai oksida besi magnet, adalah kristal hitam dengan sifat magnet. Ia mempunyai sifat kimia yang stabil dan ciri -ciri fizikal yang unik, dan digunakan secara meluas dalam sains, industri, dan perubatan.
1. Bahan magnet dan penyimpanan data
Tetroksida besi adalah bahan teras media rakaman magnet seperti pita magnet, cakera, dan teras. Ciri-ciri magnetnya menjadikannya bahan utama untuk penyimpanan data dalam peranti elektronik, seperti lapisan rakaman perakam pita magnet lama dan perakam video yang diperbuat daripada oksida besi. Di samping itu, besi oksida juga boleh digunakan untuk mengeluarkan sensor magnet, bahan magnet keras, dan lain -lain. Ia berfungsi sebagai pembawa untuk penghantaran isyarat dalam peralatan telekomunikasi, menyokong pembangunan teknologi komunikasi.
2. Pembuatan besi dan pemprosesan logam
Magnetit semulajadi (mengandungi Fe ∝ O ₄) adalah bahan mentah yang penting untuk pembuatan besi, dan besi boleh diekstrak melalui tindak balas pengurangan. Dalam rawatan permukaan logam, oksida besi membentuk lapisan oksida padat pada permukaan keluli melalui proses "bluing" atau "blackening", mencegah karat dan meningkatkan glossiness. Teknologi ini digunakan secara meluas dalam bidang seperti bahagian automotif dan pembuatan alat untuk memperluaskan hayat perkhidmatan produk.
3. Pigmen dan pelapis
Warna hitam yang mendalam Fe3O4 menjadikannya pigmen yang ideal untuk industri seperti seramik, plastik, dan cat. Ia mempunyai rintangan cuaca yang sangat baik dan asid dan rintangan alkali, memastikan warna produk yang tahan lama dan stabil. Sebagai contoh, menambah oksida besi ke lapisan seni bina dapat memberikan kesan hiasan dan meningkatkan rintangan kakisan salutan.
4. Agen Abrasives dan Penggilap
Besi oksida mempunyai kekerasan yang tinggi dan boleh digunakan sebagai kasar dalam bidang seperti pemprosesan logam dan penggilap kaca. Dalam sistem brek kereta, oksida besi digunakan dalam pembuatan pad brek dan kasut brek, mencapai fungsi brek melalui geseran, dan rintangan haus dapat mengurangkan haus dan lusuh sistem brek.
5. Pemangkin dan pemangkin
Besi oksida sering digunakan sebagai pemangkin dalam tindak balas kimia, seperti dalam desulfurisasi, hidrogenasi, denitrifikasi, dan tindak balas pengoksidaan, untuk mempercepatkan kadar tindak balas dan peningkatan hasil. Tapak aktif permukaannya banyak dan dapat mengurangkan tenaga pengaktifan reaksi, menjadikannya bahan tambahan penting dalam pengeluaran kimia.
Bidang Perubatan: Aplikasi inovatif dari diagnosis ke rawatan
1. Ejen Kontras Magnetik Resonans (MRI)
Nanopartikel oksida besi mempunyai superparamagnetisme, yang dapat dengan cepat magnet dalam medan magnet dan dengan cepat demagnetize selepas mengeluarkan medan magnet. Ciri ini menjadikannya bahan pilihan untuk agen kontras MRI, yang meningkatkan kontras medan magnet tempatan, meningkatkan kejelasan imej, dan membantu doktor dalam mendiagnosis penyakit yang lebih tepat di otak, hati, dan kawasan lain.
2. Penghantaran dadah sasaran magnet
Nanopartikel oksida besi boleh digunakan sebagai pembawa dadah untuk menyerap atau merangkum ubat -ubatan di permukaan, dan menyampaikannya dengan tepat ke tapak lesi melalui panduan medan magnet luaran. Kaedah ini dapat mengurangkan pengagihan ubat -ubatan dalam tisu normal, mengurangkan kesan sampingan, dan meningkatkan kecekapan rawatan, terutama yang menunjukkan kelebihan yang signifikan dalam rawatan tumor.
3. Teknologi Pemisahan dan Pengesanan Magnetik
Selepas mengikat dengan antibodi atau ligan tertentu, nanopartikel oksida besi dapat dengan cepat memisahkan sel sasaran atau molekul dari sampel biologi kompleks melalui tindakan medan magnet.
Teknologi ini digunakan secara meluas dalam diagnosis penyakit dan penyelidikan biologi, seperti mengasingkan sel -sel kanser, mengesan patogen, dan lain -lain, memberikan sokongan teknikal untuk ubat ketepatan.
4. Thermotherapy Magnetik
Di bawah tindakan medan magnet yang berselang -seli, nanopartikel oksida besi boleh menghasilkan haba, yang boleh digunakan untuk hiperthermia magnet untuk membunuh sel -sel tumor melalui pemanasan tempatan. Kaedah ini mempunyai kelebihan rawatan yang tidak invasif dan tepat, yang dapat mengurangkan kerosakan pada tisu normal dan merupakan teknologi yang baru muncul dalam bidang rawatan tumor.
5. Biomarker dan penderiaan
Nanopartikel oksida besi boleh berfungsi sebagai biomarker untuk mengesan pergerakan sel, memantau proses pelepasan dadah, dan mengesan bahan kimia atau biomolekul tertentu dalam badan. Sebagai contoh, dalam pengurusan diabetes, ia boleh digunakan untuk memantau tahap glukosa darah dalam masa nyata dan memberikan sokongan data untuk rawatan peribadi.
Bidang Teknologi Muncul: Pengembangan Sempadan Salib dari Tenaga ke Perlindungan Alam Sekitar
1. Bahan Penyimpanan Tenaga
Tetroksida besi mempunyai kedua-dua kekonduksian dan magnet, dan boleh digunakan untuk menyediakan peranti penyimpanan tenaga berprestasi tinggi seperti supercapacitors dan bateri lithium-ion. Kawasan permukaan dan tenaga permukaan yang tinggi dapat meningkatkan penyimpanan tenaga dan kecekapan pelepasan, sebagai contoh, sebagai bahan elektrod negatif dalam bateri lithium-ion, ia dapat meningkatkan prestasi pengecasan dan pelepasan bateri.
2. Pemangkin dan photocatalyst
Fe3O4 bersaiz Nano mempunyai aktiviti pemangkin yang tinggi dan boleh digunakan dalam bidang perlindungan alam sekitar seperti kemerosotan pencemar organik, pemisahan air untuk pengeluaran hidrogen, dan lain -lain. Selepas digabungkan dengan bahan semikonduktor yang lain, prestasi fotokataliknya bertambah baik. Sebagai contoh, ia dapat menghilangkan ion logam berat dan bahan pencemar organik secara cekap dalam rawatan air sisa, meningkatkan kualiti air.
3. Menyerap Bahan dan Teknologi Stealth
Nanopartikel oksida besi mempunyai sifat menyerap yang sangat baik dan boleh digunakan untuk menyediakan bahan anti UV dan bahan penyerap gelombang mikro. Di bidang ketenteraan, sebagai komponen utama salutan stealth,Triiron tetraoxideboleh mengurangkan isyarat refleksi radar pesawat, kapal dan peralatan lain, dan meningkatkan keupayaan survival medan perang.
4. Bahan dan sensor pengedap
Cecair magnet yang dibentuk dengan menyebarkan oksida besi dalam cecair boleh digunakan untuk gas dan pengedap vakum instrumen ketepatan dan peralatan aeroangkasa.
Ciri -ciri magnet dan ketidakstabilannya juga boleh digunakan untuk mengeluarkan sensor tekanan, sensor suhu, dan sensor medan magnet, mencapai pengukuran yang tepat dari pelbagai kuantiti fizikal.
4. Anti pemalsuan dan keselamatan data
Dengan menggunakan sifat-sifat magnet Fe3O4, tinta anti-counter dan label anti-counter boleh disediakan untuk pengenalan anti-counter produk. Dalam bidang penyimpanan data, saiz zarah nanoscale dan paksaan yang tinggi dapat meningkatkan nisbah isyarat-ke-bunyi bahan rakaman magnet, meningkatkan ketumpatan penyimpanan dan membaca/menulis kelajuan media seperti cakera keras dan pita magnet.
1. Kaedah pemendakan
Kaedah pemendakan adalah kaedah yang paling biasa digunakan untuk menyediakan zarah nano kerana operasi mudahnya, kos rendah, kesucian tinggi dan komposisi seragam, yang sesuai untuk pengeluaran besar-besaran. Pada masa yang sama, penyebaran nanopartikel dapat ditingkatkan dengan menambahkan dispersan organik atau agen kompleks ke campuran hujan, dan kelemahan aglomerasi mudah nanopartikel dapat diatasi. Kaedah pemendakan biasa termasuk coprecipitation, hujan hidrolitik, pemendakan ultrasonik, larutan garam alkohol dan penguraian chelate.
Dengan kaedah coprecipitation, precipitants ditambah kepada penyelesaian yang mengandungi pelbagai kation untuk membolehkan semua ion mendakan sepenuhnya. Untuk mendapatkan pemendakan seragam, larutan garam yang mengandungi pelbagai kation biasanya perlahan -lahan ditambah kepada precipitator yang berlebihan untuk kacau, supaya kepekatan semua ion sangat melebihi kepekatan pemendakan keseimbangan, dan semua komponen dipisahkan pada masa yang sama setakat mungkin.
Prinsipnya adalah Fe2++2 fe3++8 Oh -→ Fe3O4+4H2O.
Nisbah molar Fe2+dan Fe3+mempunyai kesan langsung ke atas struktur kristal zarah nano yang disediakan oleh kaedah pemendakan; Nilai pH larutan, kepekatan ion dan suhu tindak balas semuanya mempengaruhi saiz zarah. Masalah utama kaedah pemendakan ialah cara menyediakan nanopartikel dengan struktur kristal tunggal dan saiz zarah seragam dengan mengawal keadaan tindak balas. Penapisan dan pembersihan precipitator luaran juga mesti dipertimbangkan.
Fe3O4Nanopartikel yang diperolehi oleh kaedah coprecipitation kebanyakannya sfera dalam struktur dan saiz kecil (5-10nm). Walau bagaimanapun, disebabkan suhu rendah tindak balas, kristalitas zarah yang diperoleh agak miskin. Selain itu, Nano Fe3O4Zarah yang disediakan oleh kaedah ini adalah mudah untuk aglomerat di antara zarah semasa mencuci, menapis dan mengeringkan, yang akan mempengaruhi prestasi nanoTriiron tetraoxide.
Kaedah pemendakan hidrolisis adalah untuk melepaskan OH- oleh hidrolisis bahan alkali. Bahan alkali biasa termasuk urea, hexamethylene diamine, dan lain -lain. Bahan -bahan ini dilepaskan OH- Perlahan, yang kondusif untuk pembentukan nanopartikel seragam ketika menyediakan nano fe3O4 zarah. Umumnya, kaedah ini boleh menghasilkan nanopartikel dengan pengedaran zarah 7 nm hingga 39 nm.
Ultrasound boleh menghasilkan kesan peronggaan dalam pelarut, dan gelembung peronggaan menghasilkan runtuh dalam masa yang sangat singkat 10-11 saat, menghasilkan suhu tinggi kira-kira 5000k dalam gelembung. Berbanding dengan teknologi pengadukan tradisional, siri peronggaan ini lebih mudah untuk mencapai pencampuran seragam mesoskopik, menghapuskan kepekatan kepekatan tempatan, meningkatkan kelajuan tindak balas, merangsang pembentukan fasa baru, dan juga boleh memainkan peranan ricih dalam aglomerasi, yang kondusif untuk pembentukan zarah kecil. Penggunaan teknologi ultrasonik tidak mempunyai keperluan khusus mengenai sifat sistem, selagi terdapat medium cecair untuk penghantaran tenaga. Vijayakumar. R et al. menggunakan sinaran ultrasound intensiti tinggi untuk menyediakan FE superparamagnetik3O4 Zarah dengan saiz zarah 10 nm dari larutan asetat ferrik.
Dengan menggunakan kesan pengurangan sodium asetat pengionan dalam air untuk menjana asetat, FE sebahagiannya dikurangkan kepada FE pada kira-kira 180 darjah dalam reaktor tekanan tinggi. Yonghui Deng dan lain -lain yang dipanaskan FECL3natrium asetat dan etilena glikol dalam reaktor tekanan tinggi pada 200 darjah untuk 8H untuk menyediakan FE superparamagnetik3O4 Nanopartikel.
Prinsip kaedah ini ialah ion logam dan ligan yang sesuai membentuk kompleks yang stabil pada suhu bilik. Pada suhu dan nilai pH yang sesuai, kompleks dimusnahkan. Ion logam dilepaskan semula dan bertindak balas dengan ion OH dalam penyelesaian dan precipitators luaran dan oksidan untuk menghasilkan oksida logam yang tidak larut, hidroksida, garam dan lain -lain precipitates valensi yang berbeza. Rawatan selanjutnya boleh menghasilkan nanopartikel dengan saiz tertentu atau bahkan bentuk.
2. Hydrothermal (Solvothermal) Kaedah:
Reaksi hidroterma (solvothermal) adalah istilah umum untuk tindak balas kimia yang dilakukan di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi dalam cecair seperti larutan akueus (pelarut organik) atau stim. Kaedah hidroterma adalah sejenis sintesis untuk menyediakan serbuk nano yang dibangunkan dalam sepuluh tahun kebelakangan ini.Triiron tetraoxideDisediakan oleh kaedah ini mempunyai saiz zarah kecil, saiz zarah seragam, tidak memerlukan prapreatment kalsinasi suhu tinggi, dan dapat merealisasikan doping ion multivalen. Walau bagaimanapun, kaedah hidroterma memerlukan penggunaan suhu tinggi dan peralatan tahan tekanan tinggi, jadi kos kaedah ini tinggi dan sukar untuk mencapai pengeluaran besar-besaran.
Nanometer Fe3O4disediakan oleh kaedah hidroterma kebanyakannya menggunakan garam besi bukan organik (FECL3 · 6H2O, Fecl2 · 4H2O, Feso4) dan garam besi organik (Ferrocene Fe (c5H5)2) sebagai prekursor, hidrazin, polietilena glikol, PvP, dan lain -lain sebagai surfaktan, dan disintesis dalam larutan alkali di bawah 200 darjah.
Shouheng sun disediakan superparamagnet fe3O4Zarah dengan saiz zarah yang dikawal oleh kaedah hidroterma. Pertama, Fe3O4zarah dengan saiz zarah 4nm disediakan menggunakan Fe (Acac) 3 sebagai sumber Fe, dan kemudian Fe3O4Nanopartikel dengan saiz zarah 4nm disediakan dengan mengawal masa pegangan dan faktor lain.
Zhen Li et al. melaporkan bahawa Fe3O4Nanopartikel disediakan menggunakan FECL biasa3 · H2O Sebagai pendahulu bukannya Fe mahal (ACAC)3.
Yadong Li et al. melaporkan bahawa Fe monodisperse3O4Nanopartikel disediakan dengan FECL3 · 6H2O, NAAC, contohnya dan pasak sebagai bahan mentah, dan saiz zarah boleh laras.
3. Kaedah mikroemulsi:
Kaedah mikroemulsi merujuk kepada pembentukan losyen oleh dua pelarut yang tidak dapat dilepaskan di bawah tindakan surfaktan, iaitu, molekul amphipilik membahagikan medium berterusan ke dalam ruang kecil untuk membentuk reaktor mikro, di mana reaktan bertindak balas untuk menghasilkan fasa pepejal. Oleh kerana batasan reaktor mikro dalam nukleasi, pertumbuhan kristal, penggabungan, clustering dan proses lain, zarah nano dengan lapisan surfaktan dan struktur dan morfologi terkondensasi tertentu terbentuk.
Penyediaan pemangkin nanometer oleh kaedah losyen mikro mempunyai kelebihan peralatan mudah, keadaan percubaan ringan dan saiz zarah yang dapat dikawal, yang tidak dapat dibandingkan dengan kaedah lain. Oleh itu, ia telah menjadi teknologi yang sangat menarik dalam sintesis pemangkin nano. Penyelidikan mengenai penyediaan pemangkin nano oleh kaedah losyen mikro kebanyakannya memberi tumpuan kepada kawalan saiz zarah, sementara penyelidikan mengenai kawalan monodispersiti zarah agak kurang.
4. Kaedah gel sol
Kaedah ini menggunakan hidrolisis dan pempolimeran alkoksida logam untuk menyediakan sol seragam oksida logam atau hidroksida logam, dan kemudian memendekkannya ke dalam gel telus. Gel kering dan panas dirawat untuk menyediakan serbuk ultrafine oksida. Kelemahan kaedah gel sol adalah bahawa penggunaan alkoxides logam sebagai bahan mentah membawa kepada kos tinggi dan kitaran sintesis yang panjang dalam proses gelling. Pada masa yang sama, penggunaan kaedah sol-gel untuk menyediakan nanopartikel dengan saiz zarah kurang daripada 100 nm belum dilaporkan.
Di samping itu, kaedah penyediaan lain seperti kaedah gelombang mikro, kaedah prekursor karbonyl pyrolytic, kaedah ultrasonik, kaedah pengoksidaan udara, kaedah pengurangan pirolisis, kaedah pengurangan poliol, dan lain -lain telah dilaporkan secara berturut -turut.
Fe hitam3O4Nanopartikel boleh didapati dengan menambahkan FESO4Penyelesaian kepada penyelesaian ammonia dalam ketuhar gelombang mikro untuk 8s. Alivasatos et al. Monodisperse yang disediakan - Fe3O4Nanopartikel, sejak itu, kaedah ini telah digunakan secara meluas dalam penyediaan nanopartikel oksida magnet monodisperse. Liu et al. Nanopartikel magnet FEPT yang disediakan dengan diameter 3nm dengan menggunakan kaedah pengurangan poliol dan tindak balas pengurangan ferus asetilacetonat dan platinum acetylacetonate dalam fasa cecair suhu tinggi. Zarah -zarah itu monodisperse di bawah perlindungan surfaktan. Meng Zhe et al. berjaya disediakanTriiron tetraoxideSerbuk ultrafine dengan kesucian yang tinggi, magnet yang kuat dan pengedaran sfera oleh induksi pengoksidaan dan pengoksidaan udara Fe (OH)2Penggantungan pada suhu bilik dengan pH =10 atau lebih.
Cool tags: Triiron Tetraoxide CAS 1317-61-9, Pembekal, Pengilang, Kilang, Borong, Beli, Harga, Pukal, Dijual