淺談四氧化三鐵納米粒子的制備方法與利用現狀

湯宇峰，李麗敏，李嘉琪

（合肥工業大學化學與化工學院，安徽 合肥 230009）

在過去的幾十年中，四氧化三鐵由于其獨特的物理化學性能，受到了國內外的廣泛關注[1]。目前，四氧化三鐵的制備方法有：化學共沉淀法、氧化沉淀法、還原沉淀法、微乳法、水熱法等。上述方法制得的納米四氧化三鐵各具特性，應用途徑也各不相同。其中，具有優異的生物相容性、磁性強且易于表面修飾的四氧化三鐵被運用到了生物醫藥、環境科學、國防軍事和化學化工等方面[2]。

1 四氧化三鐵制備方法

1.1 化學沉淀法

沉淀法是最早采用液相化學反應合成金屬氧化物納米顆粒的方法。由于鐵離子的類型不同，沉淀法還可以分成共沉淀法、氧化沉淀法、還原沉淀法[3]。

共沉淀法的基本原理是[4]：

這是當下制備納米四氧化三鐵最普遍的方法。通常，在氬氣或者氮氣保護下，將Fe2+與Fe3+按照摩爾比1∶2充分混勻，然后向混合液中緩慢滴加過量沉淀劑，維持一定的溫度、pH和攪拌速度，待反應結束，采用磁分離或者離心機進行分離，最后洗滌干燥制得納米四氧化三鐵。姜小平等[5]在無表面活性劑條件下，分別：①以氫氧化鈉為沉淀劑，反應時間1.5 h，溫度50℃，四氧化三鐵產量最大；②以氨水作為沉淀劑，其他條件一致，2.5 h，制備出產量最大的四氧化三鐵顆粒。經考查，最佳工藝條件：溫度30℃，pH 5～6。

氧化沉淀法是采用二價鐵源，向其中加入沉淀劑，使得Fe2+沉淀下來，最后向沉淀液中通入氧氣，生成四氧化三鐵。

還原沉淀法是以三價鐵為原料，加入還原劑，使得Fe3+還原成Fe2+，加入沉淀劑生產四氧化三鐵。……