您所在位置： &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
四氧化三铁研究小论文.docx 9页
本文档一共被下载：
次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。
下载提示
1.本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
2.该文档所得收入(下载+内容+预览三)归上传者、原创者。
3.登录后可充值，立即自动返金币，充值渠道很便利
需要金币：150 &&
四氧化三铁研究小论文
你可能关注的文档：
··········
··········
四氧化三铁研究小论文材料科学基础（1）小组唐新凯钟昊东杨岳洋武俊男张千一祝健一、四氧化三铁结构分析为了能够清楚地了解四氧化三铁的结构，我们先介绍尖晶石结构。（一）常式尖晶石和反式尖晶石结构我们从原子的密堆积结构出发进行讨论。尖晶石的结构可以看作O2-作立方最密堆积，Mg2+有序的占据1/8的四面体空隙，Al3+有序的占据1/2的八面体空隙，剩余的7/8四面体空隙和1/2八面体空隙没有离子占据。尖晶石结构如下所示。图（a）表示这个立方晶胞可以划分成8个小的立方单位，分别由4个I型和4个II型小单位拼在一起。I和II两种小单位拼在一起的情况示于图（b）中。由图中可以看出，每个小单位都有4个O2-离子，晶胞中O2-的数目是32（=4×8）个。Mg2+处于I型小单位的中心及其一半的顶点，晶胞中Mg2+的数目是8（=4×1/4×4+1×4）个。Mg2+呈四面体配位，即占据O2-的密堆积的四面体空隙。每个II型小单位中有4个Al3+，晶胞中Al3+的数目是16（=4×4）个。Al3+呈八面体配位，即占据O2-的密堆积中的八面体空隙。根据正离子占据空隙位置的不同，可以把组成为AB2O4的化合物分为常式尖晶石和反式尖晶石两类。为了表明离子占据的空隙，[A]t表示A离子占据四面体空隙，[A]o表示A离子占据八面体空隙。在常式尖晶石中，八面体空隙由三价正离子占据，四面体空隙由二价正离子占据。但在反式尖晶石中，四面体空隙由三价正离子占据，而部分八面体空隙则由二价正离子占据。我们再从投影的角度来看尖晶石的结构。图示出尖晶石的晶体结构，晶胞分成8份。MgO4四面体和AlO6八面体交替地排列，所以每个O2-都为1个四面体和3个八面体所共有。（二）四氧化三铁（Fe3O4）的结构Fe3O4是一种混合价态（Fe(II)/Fe(III)）氧化物。它可以由铁在氧气中加热，或者是将水蒸气通过赤热的铁，或由FeO部分氧化，或由Fe2O3加热到1673K以制得。它具有反式尖晶石结构。尖晶石结构的通式是MIIM2IIIO4，属于立方晶系。反尖晶石Fe3O4的结构式可表示[FeIII]t[FeIIFeIII]oO4。晶体由O2-的立方最密堆积所构成，Fe3+的一半占据四面体空隙，而全部的Fe2+和另一半Fe3+则分布在八面体空隙的位置上，平均Fe2+和Fe3+各占一半。二、四氧化三铁块状与纳米级颗粒性质差异分析由于科学研究的热点主要集中在纳米级四氧化三铁颗粒的制备与性质，所以我们可以把题目理解为四氧化三铁粒径对于颗粒性质的影响，着重分析纳米级颗粒的优势。（一）四氧化三铁的性质及粒径对颗粒性质的影响[4]黑色的Fe3O4是铁的一种混合价态氧化物，熔点为1597℃，密度为5.17g/cm3，不溶于水，可溶于酸溶液，在自然界中以磁铁矿的形态出现，常温时具有强的亚磁铁性与颇高的导电率。铁磁性和亚铁磁性物质在Curie温度以上发生二级相变转变为顺磁性物质。Fe3O4的Curie温度为585℃。（顺磁性：原子或分子中有未成对电子存在，存在永久磁矩，但磁矩间无相互作用。）此处着重讨论Fe3O4的电磁性质。四氧化三铁晶胞中的A位置全部被Fe3+占有，而B位置却被Fe2+和Fe3+平均占有，虽然Fe2+和Fe3+两种离子的排序表面上看是杂乱无章的，但是电子却是可以在Fe2+和Fe3+之间来回跳动的。正是由于电子能够在邻近的Fe2+和Fe3+离子之间来回快速的跳跃，因此Fe3O4具有良好的导电性和强磁性，成为了一种广泛应用的电磁材料。1、电学性质四氧化三铁在常温下表现出良好的导电性，但导电性受四氧化三铁粒径的影响。随着四氧化三铁粒径的减小，相邻原子之间的距离缩小，自由电子的跃迁机会增加，导电率下降。2、磁学性质纳米四氧化三铁特殊的磁性表现为高的矫顽力或者超顺磁性。随着四氧化三铁粒径的减小，其磁性由多重磁区转变为单一磁区，当四氧化三铁的粒径小于其临界尺寸时，则具有超顺磁性，当四氧化三铁的粒径在70nm时具有高矫顽力，具有单畴，当其粒径小于13nm时，矫顽力接近于0，表示此时的四氧化三铁具有超顺磁性。由于纳米级Fe3O4的优良性质，2013来，有关纳米Fe3O4制备的文献大量涌现，一些新型的制备工艺也不断出现。（二）（尖晶石型）纳米Fe3O4的表征特性与分析：1.热重和差热分析图1纳米Fe3O4的TG-DTA表征图可以看到，热重曲线出现两个拐点，分别在280℃与440℃处。在280℃处的失重率为6.3%，在440℃的失重率为8%。可以推断出，从室温开始至280℃左右，热重曲线逐渐降低，是由于样品失水导致样品质量逐渐减少造成的，这主要包括样品中物理吸附水与化学吸附水的失去，失水的过程对应DTA图上100℃及℃左右的吸热峰；230-440℃之间的失重过程是由于Fe3O4向γ-Fe2O3的转变造成的，在
正在加载中，请稍后...四氧化三铁化合价 【范文十篇】
四氧化三铁化合价
范文一：GModel
MAC-14751;No.ofPages5
MaterialsChemistryandPhysicsxxx (2011) xxx–xxx
ContentslistsavailableatScienceDirect
MaterialsChemistryand
journalhomepage:/locate/matchemphy
Materialssciencecommunication
StructureandelectrochemicalperformanceofFe3O4/graphenenanocompositeasanodematerialforlithium-ionbatteries
GangWanga,TingLiua,XiaolingXiea,ZhaoyuRenb,JinboBaic,HuiWanga,*
KeyLaboratoryofSyntheticandNaturalFunctionalMoleculeChemistry(MinistryofEducation),CollegeofChemistry&MaterialsScience,NorthwestUniversity,Xi’an710069,PRChinab
NationalKeyLaboratoryofPhotoelectricTechnologyandFunctionalMaterials(CultureBase),NationalPhotoelectricTechnologyandFunctionalMaterials&ApplicationInternationalCooperationBase,InstituteofPhotonics&Photon-Technology,NorthwestUniversity,Xi’an710069,PRChinac
Lab.MSS/MAT,CNRSUMR8579,EcoleCentraleParis,92295ChatenayMalabry,France
articleinfoabstract
Usinghydrothermalmethod,Fe3O4/graphenenanocompositeispreparedbysynthesizingFe3O4par-ticlesingraphene.ThesynthesizedFe3O4isnano-sizedsphereparticles(100–200nm)anduniformlydistributedontheplanesofgraphene.Fe3O4/graphenenanocompositeasanodematerialforlithiumionbatteriesshowshighreversiblespecificcapacityof771mAhg-1at50thcycleandgoodratecapability.Theexcellentelectrochemicalperformanceofthenanocompositecanbeattributedtothehighsurfaceareaandgoodelectronicconductivityofgraphene.Duetothehighsurfacearea,graphenecanpreventFe3O4nanoparticlesfromaggregatingandprovideenoughspacetobufferthevolumechangeduringtheLiinsertion/extractionprocessesinFe3O4nanoparticles.
(C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.
Articlehistory:
Received25August2010
Receivedinrevisedform7January2011Accepted21March2011Keywords:
CompositematerialsChemicalsynthesis
ElectrochemicaltechniquesElectrochemicalproperties
1.Introduction
Nano-andmicron-sizedmetaloxides(MO,M=Fe,Co,Cu,etc.)havebeenwidelyinvestigatedaspromisinganodematerialsforlithium-ionbatteries(LIBs)[1–6].Amongthem,Fe3O4hasattractedsignificantresearchattentionduetoitsfascinatingpropertiessuchashightheoreticalcapacity(928mAhg-1),lowcostandlowenvi-ronmentalimpact[6].ButtheFe3O4anodematerialshavepoorcycleperformancebecauseofagglomerationsandhugevolumechangeofactivematerialsduringlithiuminsertion/extraction[7].OneofthemostpromisingapproachesistodisperseFe3O4particleswellonsomesubstratematerialstoimproveitselectrochemicalperformance.Accordingtotheliteraturesreported,thevariouscar-bonmaterialssuchascarbonnanotubes,carbonfibersandactivecarbonasthesubstratematerialscaneffectivelybufferthevolumeexpansionofFe3O4duringthelithiumintercalation,whichpreventmechanicalfailureandimprovecyclelife[7–11].
Graphene,anewcrystallineformofcarbon,hasattractedtremendousinterestinboththefundamentalandtheappliedareasincethediscoveryofthefirstisolatedgraphenepreparedbymechanicalexfoliationofgraphitecrystals[12].Recently,thechemicalsynthesisofgraphenenanosheetshasbeenpaidincreasingattentionduetothemassproductionofgraphene
nanosheetsandfacilefunctionalizationthroughoxygencon-tainingfunctionalgroups[13,14].Thechemicalroutetowardthesynthesisofgraphenenanosheetsmakethemcapabletouseintheareasofhybridnanocomposites,whichhaveshownpromisingapplicationsinhighcapacitystoragematerialsforLIBs[15–17].
Inthepresentwork,wereportthatFe3O4/graphenenanocom-positecanbepreparedviaafacilehydrothermalmethod.GrapheneinthenanocompositeisexpectedtobecomeaneffectivesupportorsubstratematerialtodisperseFe3O4particleswell,whichfurtherpreventtheagglomerationandthevolumechangeofFe3O4.TheelectrochemicalperformanceofFe3O4/graphenecompositeasananodeelectrodematerialforLIBswasinvestigatedandcomparedwithgrapheneaswellaspureFe3O4.
2.Experimental
2.1.SynthesisandcharacterizationofFe3O4/graphenenanocomposite
GraphenewerepreparedviatheH2reductionofexfoliatedgraphiteoxidematerialsat800oCfor2h.TosynthesizetheFe3O4/graphenecomposite,1gFe(NO3)3·9H2O,2.5gNaAcand0.75gPEG-20000weredissolvedinethyleneglycol(30ml).Then50mggraphenenanosheetswasaddedintotheabovesolution.Themixturewasmagneticallystirredfor2h,andthentransferredintoa50mlTeflon-linedautoclave,sealedandmaintainedat180oCfor12h.Thehydrothermalproductswerecollectedbycentrifugation,washedwithdeionizedwateranddriedinvac-uumat80oCfor12h.ThecontentofgrapheneinFe3O4/graphenenanocompositewasquantitativelydeterminedtobe30wt.%bythermogravimetricanalysis(TGA).Forcomparison,wealsosynthesizeFe3O4nanoparticlesfollowthesameprocedureexceptthatnographenewereadded.
*Correspondingauthor.Tel.:+;fax:+.E-mailaddress:huiwang@(H.Wang)./$–seefrontmatter(C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.doi:10.1016/j.matchemphys.
MAC-14751;No.ofPages52
G.Wangetal./MaterialsChemistryandPhysicsxxx (2011) xxx–xxx
ThephasestructureofthepreparedsampleswasdeterminedbyX-raydiffrac-tion(XRD,Rigaku)atascanningrateof0.02os-1in2?rangefrom15oto70o.RamanscatteringofGOandgraphenenanosheetswereperformedatroomtemperatureusingNicolet,ALMEGSAwiththeexcitationwavelengthof523nm.Fouriertrans-forminfrared(FTIR)spectroscopicmeasurementsofFe3O4,graphenenanosheetsandFe3O4/grapheneweremadewithanIRspectrophotometer(Brucker-Tensor27,Germany)havingadiffusereflectanceattachmentrangingfrom400to4000cm-1range.Morphologyandstructureofproductswereinvestigatedwithafieldemissiongunscanningelectronmicroscopy(FEG-SEM,JEOLJSM6700F)andatransmissionelectronmicroscope(TEM,JEOLJEM-3010).Selectedareaelectrondiffraction(SAED)andhigh-resolutionTEM(HRTEM)analysiswerealsoperformedtocharacterizethestructureofthenanocomposite.
2.2.Electrodepreparationandelectrochemicalcharacterization
Theelectrochemicalmeasurementswereperformedat25oCusingacoincellwithlithiummetalasacathode.TheanodewaspreparedbymixingFe3O4/graphenenanocomposite(80wt.%)withacetyleneblack(10wt.%)andploytetrafluoroethy-lene(10wt.%)binderdissolvedinisopropanol.Theslurrywascoatedontoacoppermesh.Thecoatedfilmsweredriedandcutto14mmindiameter.Nano-sizedFe3O4andgrapheneelectrodeswerealsopreparedbythesameprocedure.Theseelec-trodeswerethendriedfor10hat100oCinavacuumoven.Thecellswereassembledinanargon-filledglovebox.Theelectrolytewas1MLiPF6dissolvedinamix-tureofdimethylcarbonate(DMC),diethylcarbonate(DEC)andethylenecarbonate(EC)(1:1:1byvolume).Charge–dischargetestswerecarriedoutonLANDbatteryprogram-controltestsystem(CT2001A)ataconstantcurrentdensityof200mAg-1inarangeof3.0–0.005Vvs.Li/Li+.
3.Resultsanddiscussion
ThecrystallinestructureoftheproductswasstudiedbyXRD.TheXRDpatternsforFe3O4,graphene,andFe3O4/grapheneareshowninFig.1(a).TheFe3O4/graphenenanocompositepossessesaweak,broaddiffractionpeakof(002)diffractionatabout25.6oandsixsharpdiffractionpeaksat30.0o,34.8o,43.0o,53.5o,57.4o,63.0o.Thebroadpeakcorrespondstothereflectionpeakofgraphene,indicatingthatthegraphenestructurewasnotdestroyedafterthechemicalprecipitationofFe3O4.Theothersixsharppeakscorre-spondtothecrystalplanesof(220)(311)(400)(422)(511),and(440)ofcrystallineface-centeredcubicFe3O4nanoparticles(JCPDS75-1609),respectively,suggestingthattheresultantFe3O4nanoparticlesinthecompositemaintainthecrystallinestructureofFe3O4.ThephasesofgrapheneandFe3O4arefurtherconfirmedbyRamanspectroscopy.TheRamanspectrumofthenanocompositeisshowninFig.1(b).AscanbeseeninFig.1(b),thepeaksdetectedat1350and1600cm-1arecorrespondtotheDandGbandofgraphene[13].Peaksdisplayedataround315,519and670cm-1canbeassignedtomodesEg,T2gandA1gofFe3O4[18].FTIRspec-traofFe3O4,grapheneandFe3O4/graphenecompositeareshowninFig.1(c).PeakofFe3O4at570cm-1isassignedtoFe-Ostretch-ingvibrationmodes.Forgraphene,thebroadandintensebandat3443cm-1andthepeakatnear1571cm-1arepossiblyattributedtothestretchingvibrationsandbendingvibrationsofO–Hgroups,duetothepresenceofboundwater,inhibitedwaterandstructuralhydroxylgroups.Theweakpeaklocatedat1228cm-1aremostoftenrelatedtobreathingvibrationsfromC–Ogroups.Aftermixingthetwocomponents,theFTIRspectrumofthecompositebecomesacombinationoftheabsorptionbandsofgrapheneandFe3O4.TheIRresultsfurthertestifiedthereactioninthehydrothermalprocess,whichindicatestheexistenceofFe3O4,andinevitablyrudimentalOH-onthesurfaceofgraphene.
Toinvestigatethemorphologyandstructureoftheproducts,SEMandTEMimagesweretakenfortheobtainedsamples.Fig.2(a)showsalowmagnificationSEMimageofFe3O4nanoparticles.Thoseparticlesareofspherelikemorphologyingeneral,andthediameterofthoseparticlesisslightlydifferentrangingfrom100to200nm.TheTEMimageinFig.2(b)isconsistentwiththeSEMimageandconfirmsthesizedistributionathighermagni-fication.Italsoshowsthatthenanoparticlesareagglomerated.Fig.2(c)showsthetypicalSEMimageofFe3O4/graphene
Fig.1.(a)XRDpatternsofFe3O4,grapheneandFe3O4/graphene(b)FTIRspectraofFe3O4,grapheneandFe3O4/graphene,and(c)RamanspectraofFe3O4/graphenenanocomposite.
posite.ItisclearlyseeninFig.2(c)thattheFe3O4nanoparticleswithveryfewaggregationsweredispersedonthebasalplanesofgraphene.TheTEMimageofthenanocomposite(Fig.2(d))revealsamorphologyfeaturewhichisinagreementwiththeSEMresult.ItcanbeseenthattheagglomerationofFe3O4nanoparti-cleswaspreventedbythedispersionofFe3O4ongraphene.TheSAEDpatternofFe3O4nanoparticlessuggeststhatFe3O4wascrys-talline,andalldiffractionringscouldbeindexedtoFe3O4withcubicsymmetry.HRTEManalysisprovidedmoredetailedstruc-turalinformationonthenanosheetsandnanoparticles.Fig.2(e)wasrecordedfromtheblackrectangleregioninFig.2(d).Thedis-tinguishablelinesinparallelinFig.2(e)correspondtothefoldofgraphenenanosheets,fromwhichthenumberoflayerscanbeestimated.Approximately25–30layerswereidentifiedbythefactthatthegrapheneplateletthicknessrangedfrom8to10nm.Fig.2(f)clearlyshowsthelatticefringesofFe3O4withaspacingof0.48nm,whichagreeswellwiththed-spacingofthe(111)planeofFe3O4.
MAC-14751;No.ofPages5
G.Wangetal./MaterialsChemistryandPhysicsxxx (2011) xxx–xxx
Fig.2.(a)SEMimageofFe3O4nanoparticles(b)TEMimageofFe3O4nanoparticles(c)SEMimageofFe3O4/graphenenanocomposite(d)TEMimageofFe3O4/graphenenanocomposite,insetof(d):SAEDofFe3O4/(e)HRTEMimageofgraphenenanosheets(theblackrectangleregioninFig.2(d)),and(f)HRTEMimageofFe3O4nanoparticle.
TheelectrochemicalperformanceofFe3O4/graphenecompos-iteasanodewasexaminedthroughgalvanostaticcharge/dischargecyclinginthepotentialrangefrom0.005Vto3.0Vvs.Li+/Liref-erenceelectrode.Forcomparison,theanodicpropertiesofpuregrapheneandFe3O4nanoparticleswerealsotestedunderthesameconditions.Thecharge/dischargevoltageprofilesofthegraphene,Fe3O4andFe3O4/grapheneelectrodesareshowninFig.3(a)–(c),respectively.AsshowninFig.3(a),thegrapheneelectrodehasaninitialdischargecapacityof2137mAhg-1andchargecapacityof994mAhg-1inthefirstcycle,whichiscorrespondingtoacoulom-bicefficiencyof46%.Largeirreversiblecapacityobservedinthefirstcyclemaybecausedbytheformationofsolidelectrolyteinter-phase(SEI)andthereactionoflithiumionwithoxygen-containingfunctionalgroups[19].Additionally,thegrapheneelectrodeshowsacharge/dischargeprofilewithalargecharge/dischargevoltagehysteresisandwithoutdistinguishableplateaus.Fig.3(b)showsthevoltageprofilesfortheFe3O4electrode.TheFe3O4electrodeshowschargeanddischargecapacityofabout1535and735mAhg-1,respectively.ThecoulombicefficiencyofFe3O4electrodeatthe
firstcycleisaround48%.Differentfromthecharge/dischargecurvesofgrapheneelectrode,Fe3O4electrodehasalongplateauaround0.75Vinthedischargeprocessandashortplateauaround1.6Vinthechargeprocessinthefirstcycle.Thismaybeduetothereactionbetweenmetaloxideandlithium:Fe3O4+8Li=3Fe+4Li2O[20].FortheFe3O4/grapheneelectrode,itshouldbenotedthatthevoltageplateausofFe3O4/grapheneelectrodeissimilartothatoftheFe3O4electrode.Itshowsaninitialdischargecapacityof2315mAhg-1andchargecapacityof1160mAhg-1inthefirstcycle.Thecoulom-bicefficiencyis50%,whichishigherthangrapheneandFe3O4electrodes.TheirreversiblecapacityobservedinthefirstcyclemaybecausedbytheconversionofFe3O4toFe,andtheforma-tionofLi2O,trappedLi+intheactivesitesofgrapheneandtheformationofSEI.Fig.3(d)showsthecurvesofchargeanddis-chargecapacityversuscyclenumberfortheanodemadefromgraphene,Fe3O4nanoparticlesandFe3O4/graphenenanocompos-ite.TheFe3O4/grapheneelectrodeexhibitsareversiblecapacityof1257mAhg-1inthefirstcycle.After50cycles,thecapacitystillremained771mAhg-1,whichisabout61%retentionofthe
MAC-14751;No.ofPages54
G.Wangetal./MaterialsChemistryandPhysicsxxx (2011) xxx–xxx
Potential vs. (Li/Li+) / V
Potential vs. (Li/Li+) / V
Potential vs. (Li/Li+) / V
Capacity / mAh g
Capacity / mAh g
Specific Capacity / mAh g-
Capacity / mAh g
Cycle Number
Fig.3.Charge/dischargeprofilesof(a)graphene(b)Fe3O4and(c)Fe3O4/(d)Charge(hollow)anddischarge(solid)capacityvs.cyclenumberforFe3O4(blackline),graphene(greenline)andFe3O4/graphene(blueline).(Forinterpretationofthereferencestocolorinthisfigurelegend,thereaderisreferredtothewebversionofthearticle.)
reversiblecapacity.However,fortheFe3O4electrode,itexhibitsapoorcyclability,retainingonly372mAhg-1inthe50thcycle.Regardingtographeneelectrode,itmaintainsarelativelylowreversiblecapacityof470mAhg-1after50cycles.TheseresultssuggestthattheFe3O4/grapheneelectrodedemonstratedmuchbetterelectrochemicalperformancethanthatofthenano-sizedFe3O4andgrapheneelectrodes.
Weassumetheimprovementinelectrochemicalperformanceisattributedmainlytothreefactors.Firstly,accordingtothereportfromEftekharietal.,becauseoftheexistenceoffunc-tionalgroupsonthesurfaceandedgesofgraphenenanosheets,electropolymerizationprocessesandtheformationofpolyani-linecouldbeperformed.Thepolyaniline,whichasaprototypeofconductivepolymers,hasspecialpropertiesinfavorofelec-trochemicalsystems[21].Secondly,theFe3O4nanoparticlesarehomogeneouslydistributedinthecarbonmatrix,whichensuresthattheformedLi2OandFecontactwellwithoutseparation.Thirdly,thegrapheneassubstratehasListoragecapacitiesandhighelectronicconductivity,whichprovidesexcellentelectricalcontactduringcyclingwhenvolumeexpansionandcontractionoccur.Itisexpectedthattheelectrodewithhighelectricalcon-ductivitywouldhaveimprovedhighratecapability.Therefore,
investigatedtheratecapabilityoftheFe3O4/grapheneandFe3O4electrodesatdifferentrates(Fig.4).ItcanbeseeninFig.4thattheFe3O4/grapheneelectrodeshowsbetterratecapabilitythanFe3O4electrode.Theformerdeliversanaveragechargecapac-ityof949mAhg-1at200mAg-1,543mAhg-1at400mAg-1,413mAhg-1at800mAg-1and331mAhg-1at1600mAg-1.Whilethelatterexhibitalimitedchargecapacityof545,267,165,and68mAhg-1atthesamecurrentdensities,respectively.
4.Conclusions
Insummary,Fe3O4/graphenenanocompositewassynthesizedsuccessfullyandinvestigatedastheanodematerialinLIBs.SEMandTEManalysisshowstheuniformdispersionofFe3O4nanopar-ticles(100–200nm)ontheplanesofgraphene.AsananodeelectrodeforLIBs,itwasfoundthatthenanocompositeshowedhigherreversiblecapacityandbetterrateperformancethanthepureFe3O4nanoparticles.Itisnoteworthythatthecoulombicefficiencyofthenanocompositeatthefirstcycleisdefinitelylow.Themethodtoimproveitscoulombicefficiencyshouldbeconcernedfurthertomeettheacquirementthepossiblepractica-bilityofFe3O4/graphenematerials.Furtherworktoinvestigatetheinfluencingfactors(forexample,theamountofoxygencontain-ingfunctionalgroups)ontheelectrochemicalperformanceofthenanocompositeisstillinprogressinourgroup.
Specific Capacity / mAh g-1
Acknowledgements
TheprojectwassupportedbythefinancialsupportsoftheInternationalcooperationresearchprogramofNationalNaturalScienceFoundationofChina(no.),theNationalBasicResearchProgramofChina(973Program)(no.),thePh.D.ProgramsFoundationofMinistryofEducationofChina(no.02),theNationalNaturalScienceFoundationofChina(nos.and),NWUDoctorateDissertationofExcellenceFunds(no.09YYB04).
Cycle Number
Fig.4.ThevariationofcapacitiesasfunctionofchargeratesforFe3O4andFe3O4/grapheneelectrodes.
MAC-14751;No.ofPages5
G.Wangetal./MaterialsChemistryandPhysicsxxx (2011) xxx–xxx
[11]B.Banov,L.Ljutzkanov,I.Dimitrov,A.Trifonova,H.Vasilchina,A.Aleksandrova,
A.Mochilov,B.T.Hang,S.Okada,J.I.Yamaki,J.Nanosci.Nanotechnol.8(.
[12]K.S.Novoselov,A.K.Geim,S.V.Morozov,D.Jiang,Y.Zhang,S.V.Dubonons,I.V.
Grigorieva,A.A.Firson,Science306(.
[13]G.Wang,J.Yang,J.Park,X.Gou,B.Wang,H.Liu,J.Yao,J.Phys.Chem.C112
[14]Z.S.Wu,W.Ren,L.Gao,B.Liu,C.Jiang,H.M.Cheng,Carbon47(]D.Pan,S.Wang,B.Zhao,M.Wu,H.Zhang,Y.Wang,Z.Jiao,Chem.Mater.21
[16]E.Yoo,J.Kim,E.Hosono,H.Zhou,T.Kudo,I.Honma,Nano.Lett.8(.[17]C.Wang,D.Li,C.O.Too,G.G.Wallace,Chem.Mater.21(.
[18]S.Ni,X.Wang,G.Zhou,F.Yang,J.Wang,Q.Wang,D.He,Mater.Lett.63(2009)
[19]P.Guo,H.Song,X.mun.11(.
[20]S.Laruelle,S.Grugeon,P.Poizot,M.Dolle,L.Dupont,J.M.Tarascon,J.Elec-trochem.Soc.149(.
[21]A.Eftekhari,B.Yazdani,J.Polym.Sci.PartA:Polym.Chem.48(.
References
[1]C.H.Chen,B.J.Hwang,J.S.Do,J.H.Weng,M.Venkateswarlu,M.Y.Cheng,R.
Santhanam,K.Ragavendran,J.F.Lee,J.M.Chen,D.G.mun.12(.
[2]L.B.Chen,N.Lu,C.M.Xu,H.C.Yu,T.H.Wang,Electrochim.Acta54(.[3]H.Liu,G.Wang,J.Park,J.Wang,H.Liu,C.Zhang,Electrochim.Acta54(2009)
[4]L.Yuan,Z.P.Guo,K.Konstantinov,H.K.Liu,S.X.Dou,J.PowerSources159(2006)
[5]U.Lafont,D.Carta,G.Mountjoy,A.V.Chadwick,E.M.Kelder,J.Phys.Chem.C
[6]S.Wang,J.Zhang,C.Chen,J.PowerSources195(.
[7]Y.He,L.Huang,J.S.Cai,X.M.Zheng,S.G.Sun,Electrochim.Acta55(.[8]H.Liu,G.X.Wang,J.Z.Wang,D.mun.10(.[9]W.M.Zhang,X.L.Wu,J.S.Hu,Y.G.Guo,L.J.Wan,Adv.Funct.Mater.18(2008)
[10]L.Wang,Y.Yu,P.C.Chen,D.W.Zhang,C.H.Chen,J.PowerSources183(2008)
范文二：那是四氧化三铁
深深爱着的黑啊
三氧化二铁怎表达
她是红色的呀
还有二氧化锰氧化铜铁粉碳粉啊 注定一起黑遍天涯
彼此能有牵挂
梦想虽是遥不可及
氢氧化铁不放弃
花开红褐色是一季
春天啊~你在这里
蓝蓝如同絮状的沉淀
是氢氧化铜不朽传奇
而盐酸与铁相遇演变成淡绿的亚铁 与那氧化铁般的邂逅
在最美丽的时刻定格
盐酸会记得那三价铁来过
多少恋爱悲欢
曾经是碳三角少年
羡慕碳的两变
一氧化碳二氧化碳
以上二者不远
后者与碳在高温
啊变一氧化碳
化学里的三角形啊
你们如今在何方
我曾经爱过的水三角
现在是这个模样
水电解生成氧气了啊
双氧水分解是氧气啦
任岁月风干双氧水依然找得到水啊 氧气也能变漫天星河
那时候三角中的你我
这里的故事
你是否还记得
化学是一个神奇世界
改变了物质模样
氧化钙变成了氢氧化钙
放出大量热
碳酸钙奔腾的大火
一次高温来不及道别
就剩下氧化钙和火热二氧化碳的血 看那氢氧化钙的花朵
在最美丽的时刻开放
与二氧化碳谱写着碳酸钙传奇 这些个三角记住了吗
事到如今只好记住呀
任岁月风干反应再多也要找回真的我
金属与盐这置换反应
遵循着前置后盐可溶
这里的故事
是碱盐与盐盐 如果皆可溶
祝福你会发生
范文三：【四氧化三铁】化学式Fe3O4，式量231.54。铁在四氧化三铁中有两种化合价，经研究证
明了Fe3O4是一种铁(Ⅲ)酸盐，即FeⅡFeⅢ【FeⅢO4】。黑色晶体，密度5.18克/厘米3。有
磁性，故又称磁性氧化铁。潮湿状态的四氧化三铁在空气中容易氧化成三氧化二铁。不
溶于水，溶于酸。用作颜料和抛光剂。磁性氧化铁用于制录音磁带和电讯器材。用红热
铁跟水蒸气反应制得。
因它具磁性又名磁性氧化铁。难溶于水，溶于酸(Fe3O4 + 8H+ = Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O)，不溶于碱，也不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。但是天然的Fe3O4不溶于酸。
四氧化三铁可视为FeO·Fe2O3，经X射线研究认为它是铁(III)酸的盐。
铁丝在氧气里燃烧生成四氧化三铁；铁在空气里加热到500℃，铁跟空气里的氧气起反应也生成四氧化三铁；锻工砧子周围散落的蓝灰色碎屑主要是四氧化三铁；铁跟高温的水蒸汽发生置换反应生成四氧化三铁和氢气；天然磁铁矿的主要成分是四氧化三铁的晶体。四氧化三铁是一种重要的常见铁的化合物。
四氧化三铁是一种铁酸盐，即Fe2+Fe3+（Fe3+O4）（即FeFe（FeO4）前面2+和3+代表铁的价态）。在Fe3O4里，铁显两种价态，一个铁原子显+2价，两个铁原子显+3价，所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe2O3组成的化合物，可表示为FeO·Fe2O3，而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物，它属于纯净物。
常见的反应:
(1)在潮湿的空气中，易氧化成三氧化二铁。
4Fe3O4+O2==6Fe2O3
(2)在高温下可与还原剂H2、CO、Al等反应。
3Fe3O4+8Al==4Al2O3+9Fe
Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2
四氧化三铁 - 制取方法
1）铁丝在氧气中燃烧
2）细铁丝在空气中加热到500℃也会燃烧生成四氧化三铁：
3）铁在高温下与水蒸气反应
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
我们还可以通过某些化学反应，比如使用亚硝酸钠等等，使钢铁表面生成一层致密的四氧化三铁，用来防止或减慢钢铁的锈蚀，例如枪械、锯条等表面的发蓝、发黑。
天然的磁铁矿是炼铁的原料。四氧化三铁主要用于制底漆和面漆，它硬度很大，可以作磨料。特制的纯净四氧化三铁用来作录音磁带和电讯器材的原材料。四氧化三铁还可做颜料和抛光剂。
范文四：　调研报告显示四氧化三铁是黑色固体，不溶于水，有磁性，导电。它具有优良的导电性，因为在磁铁矿中由于Fe2+与Fe3+在八面体位置上基本上是无序排列的，电子可在铁的两种氧化态间迅速发生转移，所以四氧化三铁固体具有优良的导电性。
　　那么，四氧化三铁的用途有哪些呢?
　　四氧化三铁是一种常用的磁性材料。 特制的纯净四氧化三铁用来作录音磁带和电讯器材的原材料。天然的磁铁矿是炼铁的原料，用于制底漆和面漆。它的硬度很大，可以作磨料。而且还可做颜料和抛光剂。
　　我们还可以通过某些化学反应，比如使用亚硝酸钠等等，使钢铁表面生成一层致密的四氧化三铁，用来防止或减慢钢铁的锈蚀，例如枪械、锯条等表面的发蓝、发黑。俗称“烤蓝”
　　至于四氧化三铁的制取方法，有以下四个步骤：1.铁丝在氧气中燃烧;2.细铁丝在空气中加热到500℃也会燃烧生成四氧化三铁;3.铁在高温下与水蒸气反应：3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 ;4.通过FeCl2与FeCl3加氨水共沉淀制的。
　　另外，铁在四氧化三铁中有两种化合价，经研究证明了Fe3O4是一种铁(Ⅲ)酸盐，即FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]。黑色晶体，密度5.18克/立方厘米。有磁性，故又称磁性氧化铁。潮湿状态的四氧化三铁在空气中容易氧化成三氧化二铁。不溶于水，溶于酸。用作颜料和抛光剂。磁性氧化铁用于制录音磁带和电讯器材。用红热铁跟水蒸气反应制得。
　　综上所述，四氧化三铁还是导体,因为在磁铁矿中由于Fe2+与Fe3+在八面体位置上基本上是无序排列的，电子可在铁的两种氧化态间迅速发生转移，所以四氧化三铁固体具有优良的导电性。
(2)在高温下可与还原剂H2、CO、Al等反应。
3Fe3O4+8Al==4Al2O3+9Fe
Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2
四氧化三铁不仅存在于自然界中，而且我们也可以用一定的方法来制得。
②铁丝在空气中加热到500℃也会剧烈燃烧生成四氧化三铁：
③铁在高温下与水蒸气反应：
范文五：纳米Fe3O4的应用,制备和发展的简单概述
化学化工学院
材料科学与工程专业
摘 要:概述了近年来制备纳米Fe3O4中各方法:沉淀法(共沉淀法、氧化沉淀法、还原沉淀法、交流电沉淀法和络合物分解法)、水热法、水解法、微乳液法、固相法、球磨法、超声波法、热解法、水溶液吸附分散法等的研究现状,并对磁性纳米Fe3O4的应用及其发展趋势做了简单的介绍,对其进一步的研究做了展望。 关键词:Fe3O4;纳米微粒;制备方法;磁性微粒
纳米粒子一般是指颗粒尺寸在1~100 nm之间具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、库仑堵塞和介电限域效应的超细粒子,这些效应使它有不同于常规固体的新特征,如比表面积、表面原子数、表面能很大,且随粒径的下降急剧增加。目前,制备纳米氧化铁上的方法总体上可分为湿法和干法。湿法多
以工业绿矾、工业氯化(亚)铁或硝酸铁为原
料,采用氧化沉淀法、水热法、强迫水解法、凝胶-溶胶法、胶体化学法、水溶胶-萃取法等方法制备;干法常以羰基铁[Fe(CO)5]或二茂铁(FeCP2)为原料,采用火焰热分解、气相沉积、低温等离子化学气相沉积法或激光热分解法制备。铁的氧化物按其价态、晶型和结构之不同可分为(A-,B-,C-)Fe2O3、Fe3O4、FeO等。本人就纳米Fe3O4的应用及其发展趋势进行了简要的介绍,着重阐述了近年来制备纳米Fe3O4所采用的各种工艺。 1 纳米Fe3O4的应用 纳米Fe3O4作为一种磁性纳米微粒,具有单磁畴结构,其矫顽力很高,用它制作磁记录材料可以提高信噪比,改善图象质量。由于Fe3O4纳米粒子具有饱和磁化强度高等特点,故常作磁流体的磁性粒子而将其制成磁悬浮液(即磁流体),它既有固体的强磁性又有液体的流变性,其流动性和分布可由外加磁场实施定向和定位控制,因此在真空密封、音圈散热、快速印刷、分选矿物、精密研磨、传感器和宇航技术等领域获得广泛的应用。它在医药中也有种种新奇的应用,如细胞磁分离、肿瘤的磁栓塞治疗、肿瘤的高热治疗、X射线造影剂、磁性靶向药物载体、视网膜脱离的修复手术、血流的磁测量、免疫测定等等。尤其是磁性靶向药物载体的研究,近年来受到了越来越多的关注,采用高分子材料将其与药物包裹起来形成磁性微球通过静脉注射或口服进入体内,在外加磁场作用下,使其移向病变部位,达到定向治疗的目的。此外,纳米Fe3O4还在颜料、磁记录、催化等领域也得到了广泛的应用。 2 纳米Fe3O4的制备工艺其制备 原理是Fe(III)和Fe(II)离子在碱性条件下生成Fe3O4,或Fe3O4固体直接被粉碎成纳米Fe3O4。根据反应物原料的组分、原料之间的混合反应方式、外部提供能量方式等又可以分为各种不同的制备工艺方法。 2.1 水热法 水热反应是指高温、高压下,在水(水溶液)或水蒸汽等流体中进行有关化学反应的总称。水热法系指在高压釜里的高温、高压反应环境中,采用水作为反应介质,使得通常
难溶或不溶的物质溶解、反应、重结晶而得
到理想的产物。水热法具有两个特点,一是较
高的反应温度(130~250e),有利于磁性能的提高;二是在封闭容器中进行,产生相对高压[(0.3~4) MPa],避免组分挥发,另外还具有原料易得、粒子纯度高、分散性好、晶形好且可控及成本相对较低等优点。 2.2 水解法 水解法主要有两种:一种是Massart水解法,另一种是滴定水解法。这两种方法的本质区别就在于前者是将铁盐混合溶液加入到碱溶液中,而后者恰恰相反,是将碱溶液缓缓加入到铁盐混合溶液中,也即前者的反应环境为碱性而后者则为中性或稍显酸性。滴定水解法制备的磁性粒子的外形主要为球形,
粒子大小比较均匀,所有粒子都在5~10 nm之间。而由Massart合成法制备得到的Fe3O4磁性粒子则呈现从球形到立方体形的多种形态,并且粒径分布较宽。 2.3 微乳液法
微乳液是由表面活性剂、油相、水相及助溶剂等在适当比例下混合自发形成的热力学稳定体系,具有透明(或半透明)、低黏度、各向同性、分散相液滴极其微小和均匀等特点。反相(即W/O型)微乳液中的水核是一个/微型反应器0,化学反应被限制在水核内部,可有效避免颗粒之间的进一步团聚。因而得到的纳米粉体粒径分布窄、形态规则、分散性能好且大多数为球形。可以通过控制微乳液液滴中水的体积及各种反应物的浓度来控制成核、生长,以获得各种粒径的单分散纳米粒子。某些微乳液胶束还具有保持稳定尺寸的能力(即自组装特性),所制备的纳米微粒具有通常直接反应难以得到的均匀尺寸,所以又将其称为智能微反应器(Intelligent Microreactors)。利用反相微乳液法制备纳米微粒Fe3O4,其过程可简单理解为:通过机械搅拌(或电磁搅拌等方法)将FeCl3水溶液分散到某一有机溶剂(即油相)中,形成透明的反相微乳液A,再通过相同的方法将FeCl2和碱液分别分散到油相中形成反相微乳液B、C,然后在搅拌的条件下将A和B以2B1的摩尔比混合(或者先将FeCl3和FeCl2以2B1的摩尔比配成水溶液,再将此混合水溶液分散到油相中形成反相微乳液),最后加入C与上述反相微乳液共混并在惰性气体保护下回流反应一定时间,就制得Fe3O4纳米微乳液,再经过破乳、洗涤、分离,干燥等就可得到纳米Fe3O4粒子。 2.4 固相法
固相法作为一种全新的合成方法,其操作简单、产率高、反应选择性好,已经成功地合成了金属原子族化合物、金属配合物、亚稳态化合物等。 2.5 沉淀法
沉淀法是通过化学反应使原料的有效成分生成沉淀,然后经过滤、洗涤、干燥、烘干得到纳米粒子,该法操作较简单,是一种较经济的制备纳米Fe3O4的方法。在直接沉淀法的基础上经过发展又得到了共沉淀法、氧
化沉淀法、还原沉淀法、交流电沉淀法和络合物分解法等。 2.5.1 共沉淀法
该法是目前最普遍使用的方法,它是按方程式:Fe2++2Fe3++8OH-yFe3O4+4H2O为原理进行的。通常是把Fe(III)和Fe(II)盐溶液以2B1(或更大)的比例混合,在一定温度和pH值下加入过量(2~3倍)的NH4OH或NaOH,高速搅拌进行沉淀反应,然后将其沉淀洗涤、过滤、干燥、烘干,制得尺寸为8~10 nm的纳米Fe3O4微粒。共沉淀法最大的难题是如何分散生成纳米Fe3O4粒子并使其不团聚。为此许多学者通过在Fe3O4粒子生成后加入表面活性剂包覆微粒表面等手段对共沉淀法进行了改进,以达到减少团聚的目的。
2.5.2 氧化沉淀法
所谓氧化沉淀法,即是在碱性条件下向起始悬浮液Fe(OH)2中通入空气或加入其它氧化剂,将部分Fe2+氧化为Fe3+。其反应下:3Fe2++4OH-+O2pH>7,t>50eFe3O4+2H2O
2.5.3 还原沉淀法
该法的原理就是通过还原剂将部分铁离子还原成亚铁离子,然后再用碱液将它们沉淀成Fe3O4粒子。 2.5.4 交流电沉淀法
该法的原理为:电弧放电产生大量热将铁丝熔化,在溶液中先形成铁溶胶,由于该溶胶很活泼,很快被氧化成亚铁离子,在中性条件下又形成Fe(OH)2,然后又被氧化成Fe(OH)3,最终得到Fe3O4纳米微粒。该法由厦门大学Wang C Y等首次提出,并成功地合成了纳米Fe3O4微粒。它以相同直径的铁丝作为电极,与一个100 V交流电源相连。一个电极的一端固定在电解液(NaCl或KCl)中,另一个电极与电解液做瞬间接触,电弧放电过程中产生大量的热,使铁丝熔化并形成黑色沉淀。经过滤、洗涤,干燥得到纳米Fe3O4微粒。此方法能够很容易地控制产物的形貌,可制得具有与常规方法不同形貌的纳米粒子。
2.5.5 络合物分解法
原理是金属离子与适当的配体形成常温稳定的络合物,在适宜的温度和pH值时,络合物被破坏,金属离子重新释放出来与溶液中的OH-及外加沉淀剂、氧化剂作用生成不同价态且不溶性的金属氧化物、氢氧化物、盐等沉淀物,进一步处理了纳米氧化铁粉体。
2.6 球磨法
高能量球磨法,常常又被称为一种机械化学现象,在混合粉末中能引发化学反应。过去的十几年内该法在已知物质的转型和新物质的合成上已被证实为一种很有潜力的方法。利用此法已经制备了诸如金属陶瓷、无定形和纳米晶形的合金材料以及高温相态的氮化物、碳化物和硅化物等。其大致过程为:将磁粉混物[w(Fe3O4)=99.99%,0.5Lm]和甲醇(20~40 mL)混合导入钢瓶中,并密封在氩气环境中进行研磨,研磨一段时间后取出分析其粒径。 2.7 超声波法
超声波所产生的/超声波汽化泡0爆炸时释放出巨大的能量,产生局部的高温高压环境和具有强烈冲击力的微射流,该系列空化作用与传统搅拌技术相比,更容易实现介质均匀混合,消除局部浓度不均,提高反应速度,刺激新相的形成,而且对团聚还可以起到剪切作用,有利于微小颗粒的形成。在超声化学反应体系中一般认为存在三个不同的区域: (a)汽泡内部区域(即气相)。由于超声波的作用,其内形成高温(几百度)高压(几十兆帕),使得水蒸发并进一步裂解成H#和OH#自由基团。(b)汽泡与液相主体的界面区。由于内部高温汽泡的缘故,其中的温度仍然很高足以让其中的溶质热解。(c)液相主体。超声化学反应主要集中在两相界面区。反应过程如下:
H2O)))))) H#+OH# H#+H#H2
OH#+OH#H2O2
Fe(CH3COO)2Fe2++2CH3COO- 2Fe(II)+H2O22Fe(III)+2OH-
但由于H2的存在,OH#会被H2反应掉,OH#+H2(g)yH2O+H#因而,H2O2的生成受到了抑制,所以常常通入惰性气体以排除
其中的H2。 2.8 热解法
采用铁的有机化合物进行快速热解制备C-Fe2O3,这些有机化合物包括丙二酸铁、丁二酸铁、柠檬酸及Fe(N2H3COO)2#(N2H4)等,其原因可能是由于在空气中热解时铁的有机化合物中存在还原性的物质,将Fe(III)还原成Fe3O4,而Fe3O4经空气中的氧气氧化得到C-Fe2O3。而当热解过程是在N2气氛中进行时,所得的产物即为纳米Fe3O4。附层而分散于水溶液中。然后进行酸化,使Fe3O4表面的双分子吸附变为单分子吸附层,从水溶液中分离沉淀,最后清洗除掉钠盐即得表面包裹有表面活性剂的纳Fe3O4微粒。
随着高科技的迅速发展和对合成新材料的迫切需要,纳米Fe3O4的开发、研究和应用已受到高度重视。由于纳米Fe3O4颗粒粒径小,具有很高的比表面积,且本身又具有磁性,存在永久性的团聚作用,因此,制备颗粒尺寸均匀可控的Fe3O4、开发分散性好的多功能磁性材料仍是今后研究的热点,同时各种材料的应用研究也应该受到重视。另外, Fe3O4是一种优良的磁记录材料,如何制备具有抗氧化性好、高磁记录性能的纳米Fe3O4颗粒或Fe3O4复合颗粒、掺杂颗粒以及将其组装为量子磁盘也将是今后研究的重要课题。
[1] 颜爱国,邱冠周,刘小鹤,等. Fe3O4纳米
晶的粒径控制合成、表征及其吸波性能[J]. 高等学校化学学报, ~27.
[2] 季俊红,季生福,杨 伟,等. 磁性 Fe3O4
纳米晶制备及应用[J].化学进展,）:.
[3] 宋丽贤,卢忠远,刘德春,等. 分解沉淀
法制备磁性纳米 Fe3O4的研究及表征[J].):54~57.
[4] 李 享,杨海滨. 纳米Fe3O4磁性颗粒的
制备进展[J].材料导报.):145~148.
[5] 王晓斌,黄国林. 纳米Fe3O4颗粒的制
备及应用[J].化工时刊,）:38~43.
[6] 于文广,张同来,张建国,等. 纳米四氧
化三铁(Fe3O4)的制备和形貌[J].化学进展,):884~892.
[7] 陈 洁,黄可龙,刘素琴. 球形纳米
Fe3O4的制备及超级电容性能研究[J].无机化学学报,):621~626. [8] 游劲松,杨 丽,肖 萍.等. 热疗用四氧
化三铁磁性纳米粒子的制备及其性质表征[J]. 中国药剂学杂志,):309~316.
[9] 詹凤,范君伟,李成魁,等. 水热法制备
纳米Fe3O4磁性颗粒[J].金属功能材料,):20~25.
[10] 丁明, 曾桓兴. 中和沉淀法Fe3O4的
生成研究[J].无机材料学报,):619~624.
范文六：万
四氧化三铁的结构
作者单位：
英文刊名：
年，卷(期)：
被引用次数：高娃呼和浩特市赛罕区教研室,内蒙,呼和浩特,010020化学教学EDUCATION IN CHEMISTRY2001，""(8)5次
参考文献(3条)
1.赵继周 高等无机化学 1987
2.科顿 高等无机化学 1981
3.R 赫斯洛普 高等无机化学(下册) 1983
引证文献(5条)
1.黄孟琼.王秀玲.刘勇健.丁仕琼 双功能荧光磁性复合物的合成及应用[期刊论文]-应用化工 2010(4)
2.程新宝.袁曙光 磁性微粒动脉栓塞临床病理学分析[期刊论文]-实用放射学杂志 2008(9)
3.秦润华.姜炜.刘宏英.李凤生 Fe3O4纳米粒子的制备与超顺磁性[期刊论文]-功能材料 2007(6)
4.孙智辉 硫铁矿烧渣制备纳米氧化铁黑研究[学位论文]硕士 2006
5.王国斌.肖勇.陶凯雄.张力.李剑星.夏泽锋.刘劲伟 纳米级四氧化三铁的药物动力学和组织分布研究[期刊论文]-中南药学 2005(1)
本文链接：.cn/Periodical_hxjx.aspx
授权使用：西北农林科技大学(xaxbnlkjdx)，授权号：ee09d724-0efb-46c5-85c6-9e08017ef15f
下载时间：日
专业设计实验
磁性四氧化三铁的制备材料的制备
中国海洋大学化学化工学院
磁性四氧化三铁的制备材料的制备
【实验背景及原理】
特制的纯净四氧化三铁用来作录音磁带和电讯器材的原材料。天然的磁铁矿是炼铁的原料。用于制底漆和面漆。 它的硬度很大，可以作磨料。已广泛应用于汽车制动领域，如：刹车片、刹车蹄等。四氧化三铁在国内焊接材料领域已得到认可，用于电焊条、焊丝的生产尚属起步阶段，市场前景十分广阔。四氧化三铁还可做颜料和抛光剂。我们还可以通过某些化学反应，比如使用亚硝酸钠等等，使钢铁表面生成一层致密的四氧化三铁，用来防止或减慢钢铁的锈蚀，例如枪械、锯条等表面的发蓝、发黑。俗称“烤蓝”。制作特殊电极。最近几年来，有关纳米Fe?O?制备的文献大量涌现，一些新型的制备工艺也不断出现。传统制备纳米Fe?O?的方法主要有沉淀法、水热（溶剂热）法、微乳化法、溶胶-凝胶法。新兴的制备方法如微波法、热解羰基前躯体法、超声法、空气氧化法、热解-还原法、多元醇还原法等正逐渐成为学者们研究的热点。在相关制备Fe?O?的方法中，新型的表面活性剂、制备体系也都有所突破。表面活性剂已经不仅仅局限于SDS、PEG、CTAB、柠檬酸、油酸等，用NSOCMCS、聚丙烯酰胺作修饰剂也有于报道。制备体系也相继出现乙醇-水体系、正丙醇-水、丙二醇-水体系等四氧化三铁是一种常用的磁性材料。
本实验采用螯合物分解法，该法原理是金属离子与适当
的配体形成常温稳定的络合物，在适宜的温度和pH值时络
合物被破坏，金属离子重新释放出来与溶液中的OH离子及
外加沉淀剂、氧化剂作用生成不同价态不溶性的金属氧化
物、氢氧化物、盐等沉淀物，进一步处理可得一定粒径甚至
一定形态的纳米粒子。
【仪器与试剂】
1.仪器：水浴箱，250ml烧杯2个，100ml烧杯数个，50ml
锥形瓶1个，电子天平，搅拌机，供气装置（N2,O2）,
胶头滴管，温度计，酸式滴定管，抽滤装置等；
2.试剂：分析纯氯化亚铁，氢氧化钠固体，硝酸银溶液
（0.01mol/L）
【实验过程】
1.1取分析纯氯化亚铁37.5克，加蒸馏水150ml搅拌溶解，
配置成250/L的溶液备用(250ml烧杯)；
1.2 取氢氧化钠30克配置100ml溶液（250ml烧杯）；
1.3 取已配氢氧化钠溶液 50ml，通N2，水浴箱中加热至90
1.4 ＮａＯＨ溶液边搅拌边缓慢加入到氯化亚铁溶液中，测
量温度，ｐＨ；
1.5停止通氮气，改通氧气开始氧化。氧化期间观察颜色，
粘度，ｐＨ，每１５分钟一次；
1.6测三价铁与二价铁氧化比，氧化比达到２.０停止氧化，记下氧化时间；
1.7该抽滤装置热抽滤，并用蒸馏水洗涤直至无氯离子，记下用水量，抽干，称重。
数据记录与处理
250g/LFeCl2溶液配置： 37.5g氯化亚铁+150ml蒸馏水300g/LNaOH溶液配置： 30.0g固体NaOH+100ml蒸馏水 氧化时间：
终止12:50 氧化比：
洗涤用水：
940ml蒸馏水
产物颜色：
共沉淀法制备磁性四氧化三铁
【实验背景及原理】
共沉淀法是最早用于制备磁性四氧化三铁的方法，该法可制得粒径在10nm的产品。实验中使用二价铁和三价铁的硫酸盐或氯化物配成物质的量比1：2的溶液，溶液中滴加过量氨水或氢氧化钠溶液调节pH=9，在恒温水域，均匀搅拌下晶化，晶粒经沉淀，固液分离，去离子水洗涤至中性，干燥得产品。
【仪器与试剂】
1.仪器：水浴箱，250ml烧杯2个，100ml烧杯数个，50ml
锥形瓶1个，电子天平，搅拌机,温度计，抽滤装置等，供气装置；
2.试剂：FeSO4·7H2O,FeCl3·6H2O，氨气；
【实验步骤】
称取纯氯化亚铁和氯化铁按物质的量比1：2混合用去离子水配置成溶液于烧杯中；烧杯放置在恒温水浴箱中（30C）晶化,强烈匀速搅拌，滴加氨水控制溶液pH=9；期间溶液通氮气排除溶液中可能溶解的氧（剧烈搅拌下可能使空气中的氧气溶解在溶液中）；实验过程中尤其注意溶液pH值变化,观察溶液颜色，浊度，待反应结束,记录反应所用时间；趁热抽滤，用去离子水洗涤至中性，记录洗涤用水量，干燥，称重，测定纯度，粒度。
【参考文献】
1. /view/299669.htm
2. /p-.html
范文八：四氧化三铁纳米片的制备及其对液体石蜡摩擦学的改性
1) 江苏大学 化学化工学院，江苏 镇江 212013
2) 江苏大学 材料科学与工程学院，江苏 镇江 )1)2)1)1)1)2)
摘要：采用液相化学氧化法，在水体系中，以硫酸亚铁为母体，水合肼为氧化剂，加入吐温-80（Tween-80）为修饰剂，合成了厚约20nm、长约152nm的四氧化三铁纳米片。通过X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和高浓度激光粒度仪对四氧化三铁纳米片进行了表征。将四氧化三铁纳米片加到基础油液体石蜡（LP）中，在UNT-Ⅱ摩擦磨损实验机上考察其作为LP添加剂后的摩擦磨损性能，采用SEM分析了磨损表面形貌和表面膜元素组成及含量。结果表明：与不加四氧化三铁纳米片的LP相比，添加后较大程度的降低了摩擦系数，并获得较小的磨痕直径，显著改善了LP的摩擦性能。 关键词： 四氧化三铁，纳米片，化学还原法，摩擦学
Preparation of Fe3O4 Nanopiece and Modification Tribological Property of Liquid Paraffin as Its Additive ZHANG Xifeng, LIU Xiaoguang, CHENG Xiaonong, YIN Hengbo, Cao zhijuan, HAO Wei, 2YAN Chong
(1. School of Chemistry and Chemical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, 212013;
2. School of Material Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, 212013. ) Abstract: 20nm thick and 152nm length Fe3O4 Nanopieces were synthesized using ferrous sulfate as 112111precursor in water systems, hydrazine hydrate as reductant, polyethylene sorbitan monooleate （Tween-80） as modifier. The as-prepared Fe3O4 Nanopieces were characterized by transmission electron micrographs (TEM), powder X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), high concentration laser granularity scatter analyzer. The anti-wear and friction reducing performance of Fe3O4 nanopieces as liquid paraffin additive was investigated on UNT-Ⅱ ball-on-plate friction and wear testers. The worn surface morphology and composition of surface film were analyzed by means of scanning electron microscope (SEM). Compared with pure liquid paraffin, the results indicate that the tribological property of liquid paraffin with Fe3O4 nanopieces is improved, the friction coefficients are decreased, and the worn diameter is lesser.
key words:
ferroso- synthesis (chemical); tribological property
granularity scatter
纳米金属材料的晶粒尺寸与形貌、表面状态和微结构直接影响到纳米金属的物化性质与用途。目前纳米金属的形貌控制合成与应用研究尚处于起步阶段，通过形貌控制可选择性地合成出四面体、立方体、棒以及三棱柱等形貌、尺寸和结构可控的纳米金属，以及进行纳米分子结构的重组装是人们的研究热点，具有深远的理论意义及应用价值。
纳米Fe3O4具有与生物组织的相容性以及与尺寸和形貌有关的电学和磁学性能，
磁性墨水、电子与生物敏感材料、磁流体和磁记录材料、高密度磁记录介质和生物医药等领域具有广泛的应用。人们采用各种物理、化学方法已制备了单分散性的Fe3O4纳米颗粒、八面体、纳米棒、纳米线、纳米链、纳米管、纳米锥阵列、空心微球、三维超晶格和纳米花等纳米结构。由于Fe3O4的反尖晶石结构和固有的磁性，二维结构纳米片的制备被认为是非常困难的。最近 Zou、Zhong等人分别在Nanotechnology (16(2005): 1584)和Adv Mater (18(2006): 2426) 上报道了团聚在一起的Fe3O4纳米片或纳米片组装的纳米花，但反应要求较苛刻，工艺较复杂。一定形貌纳米Fe3O4作为润滑油添加剂对润滑油摩擦学性能的影响尚未开展研究。
本文采用设备简单、反应条件温和、利于形貌控制、易于工业化等优点的液相化学法，在水体系中，以硫酸亚铁为母体，引入吐温-80（Tween-80）作为修饰剂，在一定温度下，利用水合肼作氧化剂，获得四氧化三铁纳米片，并研究所制备的样品作为基础油液体石蜡添加剂的摩擦磨损性能。
实验中所使用的硫酸亚铁、无水乙醇、Tween-80均为分析纯试剂，水合肼(85%)均为化学纯试剂，水为二次蒸馏水。
纳米四氧化三铁的制备
配制2％（体积百分比）的Tween-80水溶液50ml。在该水溶液中加入6.9892g硫酸亚铁固体，充分溶解成溶液。过滤，取其滤液转移至圆底烧瓶。水浴加热至80±2℃。将5.8890g 85％（质量百分比）的水合肼一次性加入烧瓶。恒温反应4h。反应终了自然冷却至室温，得到黑色纳米四氧化三铁。离心分离，蒸馏水、乙醇洗涤，再离心分离，在50℃下真空干燥4小时，即得Fe3O4纳米片。
纳米四氧化三铁的表征
将产物均匀涂布于玻璃片上，用Rigaku, D-max 2200型X射线粉末衍射仪进行相组成、晶型分析，Cu-K?射线，石墨单色器，管电压50 kV，管电流100 mA，扫描速度为5?/min。
将产物以乙醇分散，并经超声波超声振荡10 min，滴在喷有无定型石墨的铜网上，晾干后，用Phillips TECNAI-12型透射电子显微镜（加速电压为100-120kV）观察产物形貌、大小及团聚状况。
将产物均匀覆盖在载台上，并经喷金处理，用S-4800Ⅱ场发射扫描电镜（SEM）检测，从SEM图像中观测产物的形貌、大小及团聚状态。
将产物以蒸馏水分散，并经超声波超声振荡10 min，用BIC9010高浓度激光粒度仪检测产物的分散状况及粒径大小。
纳米四氧化三铁作为基础油添加剂的摩擦学试验
取基础油液体石蜡（LP）、添加有5％（质量比）Fe3O4纳米片的LP分别为S0和S1样品，分别在UNT-Ⅱ摩擦磨损实验机上考察所制备纳米Fe3O4样品作为LP添加剂对LP抗磨减摩性能的影响。
实验时摩擦副上试样为直径4mm的GCr15轴承钢球，硬度61-63 HRC，下试样为普通45#碳钢，尺寸Φ20mm.×6.0mm，硬度210HB。实验前下试样用丙酮超声清洗10min。实验条件：载荷15 N，转速382 r/min，摩擦方式旋转，时间60 min，旋转半径5mm，摩擦线速度0.2m/s。试验过程中直接从UNT-Ⅱ摩擦磨损实验机联机电脑上获得摩擦系数随时间变化曲线图。实验结束后，用丙酮超声清洗下试样，用S-4800Ⅱ场发射扫描电镜（SEM）观察上试样磨痕形貌。
实验结果与讨论
纳米四氧化三铁的化学结构
图1为产物的XRD图。分析显示：在衍射角为18.32?、30.12?、35.44?、37.12?、43.12?、53.4?、57?、和62.56?等处显示出衍射强峰，分别归属于四氧化三铁（fcc）的111、220、200、311、222、400、422、511和440等晶面的衍射，与四氧化三铁的粉末衍射卡片（PDF）标准卡片所指示XRD数据一致；可确认合成产物为反相尖晶石四氧化三铁。图1中未出现其它衍射峰，说明Tween-80的修饰作用确保产物未出现铁的单质或其它化合物。
sity(count)
（400）（111））（422θ 2
图1 四氧化三铁产物的XRD图像
Fig.1 XRD patterns of Fe3O4 sample
纳米四氧化三铁的形貌分析
图2分别为产物的TEM和SEM图。由图可见：虽然在TEM中产物看似针状，但经SEM验证，产物为大量Fe3O4纳米片，且分散良好，未见明显团聚现象。这是由于TEM检测的为产物的垂直投影，SEM较真实地反映了产物的立体形貌。由图2c为图2b的局部放大图，从中可获得产物Fe3O4纳米片的厚度约为20nm。
四氧化三铁产物的TEM和SEM图
Fig. 2 TEM and SEM images of Fe3O4 sample (a: TEM b: SEM c: SEM image) 图3为产物的激光粒度检测结果图。从图中显示产物分散状态良好，粒径满足正态分布，粒径分布比较均匀且分布带较窄，纳米片的平均长度为152.8nm。
四氧化三铁产物的激光粒度图
Fig. 3 Laser granularity scatter image of Fe3O4 sample
纳米四氧化三铁的的摩擦学性能
图4、图5分别为S0和S1样品在UNT-Ⅱ摩擦磨损实验机上进行摩擦试验的结果。分析图3摩擦系数随时间变化的曲线图，发现Fe3O4纳米片到LP后摩擦系数明显下降，1200s后，S0和S1的摩擦系数分别为0.132和0.123，并且随着时间的推移，后者的摩擦系数仍有明显下降趋势。观察图4下试样磨痕表面形貌，发现S0磨损表面上呈现出比较深的连续平行分布的“犁沟”，伴有少量的撕裂和粘着磨痕现象，磨痕直径约为476um；S1磨损程度大幅度下降，并且磨痕直径下降至268um左右。以上试验结果说明Fe3O4纳米片的加入明显改善了LP的摩擦性能。
0.115-500S
图4 摩擦系数随时间变化曲线图
Fig.4 Friction coefficient of samples S0 and S1 changed with time
（S0：pure liquid paraffin；S1：liquid paraffin with 0.5％ Fe3O4 nanopiece）
图5 下试样磨痕的扫描电镜图
Fig.5 The morphologies of the worn surface of the lower samples S0, and S1
在水系中，硫酸亚铁为母体，水合肼为氧化剂，吐温-80为修饰剂，利用液相化学氧化法合成厚约20nm的四氧化三铁纳米片。
所制备的四氧化三铁纳米片添加到基础油LP中，与纯LP相比，明显降低了LP的摩擦系数，获得较为平整的磨斑磨痕，减小了磨痕直径，显著改善了LP的摩擦学性能。
参考文献：
[1] Grüttner C, Rudershauscn S, Teller J. [J]. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2001,
[2] Fan R, Chen X H, Gui Z, et al. A new simple hydrothermal prepation of nanocrystalline
magnetite Fe3O4 [J]. Materials Research Bulletin, 7-502.
[3] 秦润华,姜炜,刘宏英, 等. Fe3O4纳米粒子的制备与超顺磁性[J]. 功能材料, ): 902-903, 907.
[4] Ito A, Shinkai M, Hondam H, et al. Medical Application of Functionalized Magnetic
nanoparticles [J]. Journal of Bioscience Bioengineer,
[5] Berry C, Curtis A. Functionalisation of magnetic nanoparticles for application in biomedicine
[J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2003 , 36 : 198-206.
[6] Khollam Y B, Dhage S R. Microwave hydrothermal p reparation of submicron - sized
sphericalmagnetite ( Fe3O4 ) powders[J]. Materials Letters, ) : 571 – 577.
[7] Greta B, RistiM,Nowik I, et al. Formation of nanocrystalline magnetite by thermal
decomposition of iron choline citrate [J]. Journal of Alloys and Compounds,
(1-2): 304-312.
Nanotechnology (16(2005): 1584)
Adv Mater (18(2006): 2426)
范文九：月号
还 有 四 个 三 价 铁 没 有还 原 也 就 是 淤 一 个
分 子 中有 一 个 二 价铁 和 雨 个 三 拮 桃 式 中教 的 价 数 相 符 合 热 铁 的 反 应 方程 式
和 铁 的 氧化
还 原 电 子 方程 式
韭 要 求 他根 据
价铁 业 表 明 与 蒸
电 子 方 程 式 解释
中数 的 价 数
拮果 学 生
很 顺 利 回 答 出来 了
最 后 又 找 一位 同 学 镶 他 写 出 水 蒸 气 通 过 赤
最 后 要 挽 明 的 这 不 是 一堂 裸 的 内容 一 堂 裸 中所 礴 的 一 个 周 题
业 根 据 这 个 方 程 式 写 出氢
关粉 四 氧 化 三 戮 中跌 的 价 数 简 题 的 探 甜
安东 高 中
在 我俩 学 校 有 一 大 部 分 同 学 对 四 氧 化 三 铁 中数 的 价 数 周 题理 解 是 模 糊 不 清 的
三个 三 氧 化 二 铁 分 子 中有 二 个 三价 教还 原 为 二 价 轶 四 个 兰 价 铁 未 还 原 即 二 个 四 氧化 三 敛 分
竟 把 四 氧 化 三戮 叫 做 氧化 数 和 氧化 亚 铁 的 混 合
子 中有 雨 个 二 价 铁 和 四 个 三价 教
那 么一 个 四
甚 至 有 些 教 科 害 和 参 考 害 也将 四 氧 化 三数
氧 化 三 教 分子 中有 一 个雨 价 铁 和 二 个 三价 敛
根 据 幻 式 写 出 氧 化 还 原 电 子 方 程式
叫 做 氧化 数 和 氧 化 亚 敛 的 混 合 物
如 初 中化 学
真 的社 解
年版 也这 样 的写 的 我党
得 这 个 周题 有 进 一 步 探 甜 和 明 确 的 必 要
我 侧 一 般 都 是 用 拮 裤 式 来 解 释 四 氧 化 三铁 我韶 为 还 可 以通过 一些生 成 四 氧化 三
这 浅 明 了 一 个 四 氧 化 三 敛 分 子 中有 雨 个三
价 轶 还 原 为 二 价教
有 一 个未 被还 原 的 二 价
教的反 应式来礴解
理 解和 明确的
这 样二 者 桔 合起 来 是 容 易
即 一 个 四 氧 化 三 铁 分 子 中有 一 个 二 价教 和
现 在 就 将 我 的看 法 写 在 下 面
二 个 三价铁
首 先 是 通 过桔 裤 式 来 戏 明 四 氧 化 三 铁
根 据 水 蒸 气通 过 赤 热 的 硫 化 亚 铁 生 成
四 氧 化 三铁 的 反 应
中有 一 个 二 价 教 和 二 个 三 价 铁
分 子 中有 雨 个 二价 铁 共 失 去 二 个 电 子
牌 水 中 二 个 氢 离子 还 原 为 一 个氢 分子
有 一 个 二 价铁 未 氧 化
硫 化 亚 戮 分 子 中有 雨 个 二 价 致 氧 化 为 三 价 叙
这 也 淤 明 了 四 氧化 三 铁
通 过生 成 四 氧 化 三 敛 的 反 应来 解 释
分 子 中有 二 个 三价 敛 有 一 个 雨 价 敛
通 过 用一 氧 化 碳 还 原 三 氧 化 二 铁 的 反
过其 他 有 关 反 应 式 也 同 样 能 税 明 四 氧 化 三 铁 中敛 的 价 数 如
阮叭 十 玩
式 写 出 氧化
还 原电 子方程式
根 据 上 面 解 释 四 氧 化 三 铁 中叙 的 价数
一 个 正 二价 的 碳
失 去 二 个 电 子 氧化 为 正
周 题 时 癸 砚 以 下 几 个 简 题 加 以 探豺
二 价 碳 氧化 时 所 失 去 的 二 个 电 子 被 二 这就甜 明 在
假 若权 据 铁 已 知 所 有 价 数 来 研 究 四 氧
个 三 价 铁 所 获 得 而 还 原 为 二价 铁
化 三 铁 中铁 的 价 数 的 韶 除 了 根 据 上 面解释 外
我 肴江 可 以 权 据 的氧化
也 会很 快 还 原 的
另 外 又 可 将 四 氧化 三 铁
它 的分 子式 可 写 为
应 方 程 式 来 解 释 救 的价 数
首 先 可 以 写 出 下面
看 作 是 亚铁酸 亚铁 组
江 原 电 子 方 程式
。, , 、 。 为 仇 迫 拮 横 式“ 。 , ”” “
棍据 亚 铁 扣 从
酸 亚铁奥 来看 是 没 有 四 价敛 有一
因 此 根 据 以 上雨
点可 以 浅 明 四 氧 化 三铁 分 子 中没 有 四 价 铁 过
由 此 式 我们 可 以 看 出 三 个 敛 原 子 中
这 个 周 题 因 我知 道 的 太 少 而 且 依 据 不 多
个 轶 原子
失 去 四 个 电 子 而 氧化 为 正 四 价 铁
所 以 只 是 提 出 我 个人 的 看 法 韭 提 出 研 究
另外 二 个 数 原 子 各 失 去 二 个 电 子 氧 化 为 二 价
我 们 可 以 肯 定 四 氧 化 三 铁 分子 中 没 有
那 么 又 可 将 四 氧 化 三铁 看 作 是 二 个 氧 化 亚
五 价 和 六价 敛
如果 扮有 的 新 通 过 以 上 任 何 反
铁 和 一 个 二 氧化 铁 的 桔 合 物
而且也可以 写出
应式 都 解 释 不 了 合理 的
若 四价敛 不 存在 的括
上 面 的解 释 是
最 后 希 望 同 志 卿 多 多 提 出意 兑 和 批 郭 业 麒 与 同 志 们 一道 进 一 步 的 去 探衬
因我 对 四 价 铁 的 性 臀知 道 的 不 多
毓 然机 化 学
苏勉 肾 蝙浮
知道 四 价 铁 不 安
这 样 我 视 为 敛 在 氧化 时 既 便 能 生 成 四 价
〔 系欲 蜒 机 化学
苏勉 曾榻裸
裸 堂 复 替 旧 裸 的环 节
月 的 一 个重 要 因 素 纽
是 贯 撤 巩 固性 原
朴后 提 周的 内容 不 能 局 限 龄 短 期 内所 授 的
苏 联 寡 家 叶 布貂 夫 在 北 京 机 校 所 作
周 的 目的 之 一
是 加 强 新 旧 知 藏 的联
授 裸 舒划 和 教 室
的报告 中 指 出
在 巩 固学 生 已 握 获 得 知 淤 的 墓 础 上 来接 受
旧 裸对 学 生 所 以 需 要 是 因 为
这 种 握 常的 裸 都
如 果 提 周 的 内容 只 限 朴 上 一 节裸
使 他 们 有 系 就 地 掌握 这 阴 裸 … …
就 不 容 易使 学 生 把 以 前 所 学 的 旧 裸 系 就 地
趣 过半 年 来 的 摸索 和 听 到 学 生 的 反 映 是
机 地 联 系起 来
就 会 使 学 生所 获 得 的知 藏 是 零
需耍 在 上裸 时
进 行 多种 多样 的 提 周
这 样 也 会 影 响 学 生 复曾 旧 裸 的 积趣
上 了新 裸
容 易 抓 住 裸 程 内容 的 重 点
巩 固 地 联 系起 来
不 断 地 将新 旧 知 藏
这样 便形 成
所 以 我 体 会 到 复替 旧 裸 是 在
因此 提 尚 内容
必填联 系 旧 裸
使 新 旧知
裸堂 教 学 环 节 中估 有 很 重 要 的 地 位 的
到 苏 联 教 学 法 的 优 越性 方 式 是 一 个 关 键 简题
藏 有 机 地 拮 合 在 一起
重 点也 能 突 出
要 通过 复 替 旧 裸 来 有
学生 对 旧裸 不 但 能 进 一 步巩 固 容 牵涉 到 旧 裸 时
而 且 对 新裸 的
系 就 地 巩 固学 生 所 获 得 的 知 澈
提 固 的 内容 和
理 解 和 接 受 效 果 也 就 容 易提 高 其次 提 固的 内
是 完蚕 可 以 愉 查 学 生 获 得 知
现 在 牌 我 在 中等 技 米 学
校 化 学 教 学 中每 堂 裸 上 的 提 周 内 容 和方 式 介 貂
蔽 牢 固 的 情况
也 愉查 了 教 学 的 霄量
铁还原氧化铁的产物是氧化亚铁还是四氧化三铁
摘要 从热力学和实验验证的角度探讨“铁和氧化铁反应的产物是四氧化三铁，而不是氧化亚铁”。
关键词 铁 氧化铁 氧化亚铁 四氧化三铁 热力学
1 问题的提出
有中学化学教师通过实验证明“铁和氧化铁反应的产物是氧化亚铁”［1］。笔者对铁还原氧化铁的实验进行了进一步探究，认为产物应是四氧化三铁。在此，笔者提出自己的观点与各位同行商?榷。
2 自然界中没有氧化亚铁
在铁的3种氧化物中，四氧化三铁最稳定，氧化亚铁最不稳定，它极易被氧化成氧化铁［2］。其实，根据热力学定律也容易算出这个反应?（4FeO+O?2=2Fe?2O?3）在常温即可自发进行。
查得相关数据见表1［3］：
因为该反应的自由能变远小于0，所以该反应进行得很完全。这也是自然界中没有氧化亚铁的根本原因。
退一步说，即使在实验中真的生成了氧化亚铁，那么黑色粉末一倒出来，遇到了空气，氧化亚铁也不可能稳定存在。
在日本，氧化亚铁的不稳定性早在2002年就已用于食品防伪防盗包装［4］：在食品密封包装盒的透明盖内放上一小包氧化亚铁粉末，一旦有人开启盒盖，空气就要进入包装盒内，氧化亚铁很快由黑变红，这样就能及时发现、处理。
3 铁还原氧化铁生成四氧化三铁
3.1 理论探讨
在铁的3种氧化物中，氧化铁的氧化性最强，因此铁应该能够还原氧化铁，那么还原产物是氧化亚铁还是四氧化三铁呢？笔者先从理论上来探讨。}