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四氧化三铁作为一种优良的磁性材料在生物医药领域和污水处理领域中具有很大的应用潜力。与传统的颗粒状四氧化三铁相比,具有层状结构的四氧化三铁在基因载体、靶向治疗和超导磁场污水处理方面具有较大优势。本文首次将模板法制备技术应用于层状四氧化三铁的制备,为四氧化三铁的研究及应用提供了一个新的方向,具有重要的理论意义和实用价值。
本文采用模板法并以十二烷基磺酸钠(SDS)为模板剂,在乙醇/水体系中制备具有层状有序结构的纳米四氧化三铁。采用X-射线衍射(XRD)对合成产物的结构进行了研究,并采用场发射扫描电子显微镜(SEM)直接对这种结构进行了观察,采用热重-差热分析(TG-DSC)、红外吸收光谱(FTIR)、磁天平对所制备的四氧化三铁进行了表征。研究表明醇水体系、醇水比例、模板剂用量、氢氧化钠的用量、原料浓度、陈化时间对有序结构的形成均有影响。在乙醇水体系中,乙醇/水体积比为1/1时,模板剂浓度越高、原料浓度越大、陈化时间越长,越容易合成有序结构的四氧化三铁。XRD结果表明,该有序结构的层间距为3.7nm;磁天平测试结果表明,采用模板法制备的La-Fe3O4饱和磁矩为34 emu/g。热重-差热分析(TG-DSC)表明产物中含有吸附水、模板剂及部分杂质。初步的污水处理实验表明,具有有序纳米结构的四氧化三铁可用于污水处理。
本文成功的制备出一种具有有序纳米结构的四氧化三铁,为探索四氧化三铁新的应用领域提供了新思路。