Ang Gabay sa Komprehensibong Gabay sa Iron Oxide Powder
1. Panimula
Iron oxide powder ay isang inorganic compound na pulbos na binubuo ng bakal at oxygen, higit sa lahat umiiral sa tatlong karaniwang mga form: Fe₂o₃ (hematite) , Fe₃o₄ (Magnetite) , at Feo (wüstite) . Ang mga pulbos na ito ay malawakang ginagamit sa industriya, pananaliksik, medikal, at larangan ng kapaligiran dahil sa kanilang katatagan ng kemikal, mga katangian ng magnetic, paglaban sa mataas na temperatura, at mga katangian ng eco-friendly.
Kemikal, Fe₂o₃ ay pula na may isang density ng halos 5.24 g/cm³ at isang natutunaw na punto ng 1565 ° C; Fe₃o₄ ay itim at magnetic na may isang density ng 5.18 g/cm³ at isang natutunaw na punto ng 1597 ° C; FEO ay itim, density 5.7 g/cm³, at madaling mag -oxidize sa fe₃o₄.
Ang mga tradisyunal na pulbos na bakal na bakal ay may mga laki ng butil sa saklaw ng 1-10 μm, habang ang nano-scale Iron oxide powder maaaring mas mababa sa 100 nm, pagtaas ng tukoy na lugar ng ibabaw mula 10 m²/g hanggang sa higit sa 100 m²/g. Ang laki ng butil ay direktang nakakaapekto sa pagganap sa catalysis, magnetic material, biomedical imaging, at paggamot sa tubig.
Kumpara sa iba pang mga metal oxides (tulad ng aluminyo oxide o titanium oxide), Iron oxide powder ay may maraming mga pakinabang:
- Nababagay na magnetism: Ang Fe₃o₄ ay maaaring makamit ang superparamagnetism sa pamamagitan ng control ng laki ng butil, na angkop para sa magnetic paghihiwalay at biomedical imaging.
- Mataas na eco-kabaitan: Libre ng mabibigat na metal, mainam para sa paggamot sa tubig at remediation ng kapaligiran.
- Mataas na katatagan ng thermal: matatag hanggang sa 1500 ° C, na angkop para sa mga proseso ng pang-industriya na may mataas na temperatura.
Sa buod, Iron oxide powder ay isang multifunctional, tunable, at malawak na naaangkop na hindi organikong materyal. Ang artikulong ito ay galugarin ang mga pamamaraan ng synthesis nito, mga aplikasyon ng nanotechnology, paggamot sa tubig, coatings, catalysts, at mga uso sa pag -unlad sa hinaharap.
2. Mga Paraan ng Synthesis ng Iron oxide powder
Ang pagganap ng Iron oxide powder higit sa lahat nakasalalay sa pamamaraan ng synthesis nito. Ang iba't ibang mga pamamaraan ay gumagawa ng mga pulbos na may pagkakaiba -iba sa laki ng butil, kadalisayan, morpolohiya, magnetism, at lugar ng ibabaw. Kasama sa mga karaniwang pamamaraan ang kemikal na co-precipitation, hydrothermal/solvothermal, sol-gel, at high-temperatura na solid-state reaksyon.
2.1 Chemical Co-Precipitation
Prinsipyo: Ang mga asing -gamot na bakal (fecl₃ at fecl₂) ay pinipilit sa ilalim ng mga kondisyon ng alkalina upang mabuo ang Fe₃o₄ o Fe₂o₃ powder.
- Temperatura: 20-80 ° C.
- Ph: 9–11
- Oras ng reaksyon: 1–4 na oras
Mga Katangian:
- Laki ng butil: 10-50 nm, nababagay sa pamamagitan ng temperatura at pH
- Magnetism: Saturation magnetization 60-80 EMU/g
- Mga kalamangan: simple, murang halaga, angkop para sa malakihang paggawa
- Mga Kakulangan: Ang pamamahagi ng laki ng butil ay bahagyang hindi pantay, maaaring mangailangan ng paggamot sa post-heat
2.2 Paraan ng Hydrothermal/Solvothermal
Prinsipyo: Ang mga pulbos na bakal na oxide ay synthesized sa isang selyadong reaktor sa mataas na temperatura at presyon, na madalas na ginagamit para sa mga pulbos na nano.
- Temperatura: 120-250 ° C.
- Pressure: 1–10 MPa
- Oras ng reaksyon: 6–24 na oras
Mga Katangian:
- Pantay na laki ng butil: 5-20 nm
- Tukoy na lugar ng ibabaw: 50-150 m²/g
- Mga Bentahe: Kontrolin ang laki, pantay na morpolohiya, nababagay na magnetism
- Mga Kakulangan: Mataas na Gastos ng Kagamitan, Long Production Cycle
2.3 Paraan ng Sol-gel
Prinsipyo: Ang mga metal na asing -gamot o alkoxides ay sumasailalim sa hydrolysis at paghalay upang mabuo ang pantay na mga precursor ng bakal na oxide, na pinatuyo at kinakalkula sa pulbos.
- Precursor konsentrasyon: 0.1-11 mol/L.
- Temperatura ng pagpapatayo: 80-120 ° C.
- Temperatura ng pagkalkula: 300-700 ° C.
Mga Katangian:
- Laki ng butil: 20-80 nm
- Mataas na kadalisayan: ≥99%
- Mga kalamangan: uniporme, pinapayagan ang doping at pinagsama -samang paghahanda
- Mga Kakulangan: kumplikadong proseso, mas mataas na gastos
2.4 Mataas na temperatura solid-state na pamamaraan
Prinsipyo: Ang mga asing -gamot na bakal o mga oxides ay gumanti na may pagkilos ng bagay sa mataas na temperatura upang makabuo ng iron oxide powder.
- Temperatura: 800-1200 ° C.
- Oras ng reaksyon: 2-6 na oras
Mga Katangian:
- Laki ng butil: 1–10 μm
- Mataas na magnetic katatagan
- Mga kalamangan: Angkop para sa produksiyon ng pang-industriya-scale
- Mga Kakulangan: Ang laki ng butil na mahirap kontrolin, mababang lugar sa ibabaw
2.5 talahanayan ng paghahambing
| Paraan | Laki ng butil | Tiyak na lugar ng ibabaw (m²/g) | Magnetism (EMU/G) | Kalamangan | Mga Kakulangan |
|---|---|---|---|---|---|
| Kemikal na co-paulit-ulit | 10-50 nm | 30-80 | 60-80 | Simple, murang gastos | Ang laki ng butil ay bahagyang hindi pantay |
| Hydrothermal | 5–20 nm | 50-150 | 50-70 | Uniporme, makokontrol | Mataas na Gastos ng Kagamitan |
| Sol-Gel | 20-80 nm | 40-100 | 40-60 | Mataas na kadalisayan, uniporme | Kumplikadong proseso |
| Mataas na temperatura solid-state | 1–10 μm | 5–20 | 70-80 | Pang -industriya scale | Malaking laki ng butil, mababang lugar ng ibabaw |
3. Mga Aplikasyon sa Nanotechnology
Nano-scale Iron oxide powder ay may malawak na mga aplikasyon dahil sa natatanging mga katangian ng physicochemical. Kung ikukumpara sa mga pulbos na micro-scale, ang nano iron oxide powder ay may mas malaking lugar sa ibabaw, nakokontrol na laki ng butil, at nababagay na magnetism, na nag-aalok ng mga pakinabang sa biomedical, magnetic paghihiwalay, catalysis, at sensor application.
3.1 laki ng butil at lugar ng ibabaw
| I -type | Laki ng butil | Tiyak na lugar ng ibabaw | Saturation Magnetization (EMU/G) |
|---|---|---|---|
| Micro Powder | 1–10 μm | 5-20 m²/g | 70-80 |
| Nano Powder | 5-50 nm | 50-150 m²/g | 40-70 (nababagay) |
3.2 Mga Application ng Biomedical
- Ahente ng kaibahan ng MRI: 10–20 nm particle, 50-60 EMU/G saturation magnetization
- Paghahatid ng Gamot: 20-35% rate ng pag -load ng gamot
- Superparamagnetism: Ang mga particle <20 nm ay tumugon sa mga magnetic field ngunit walang natitirang magnetism
3.3 Application ng Kapaligiran at Pang -industriya Nano
- Paghihiwalay ng Magnetic: Kapasidad ng adsorption para sa As (iii) ~ 25 mg/g, pb (ii) ~ 30 mg/g; 90% adsorption sa 60 min
- Suporta sa Catalyst: Mataas na lugar na angkop para sa reaksyon ng Fenton at organikong pagkasira ng pollutant
3.4 Pag -tune ng Pagganap
- Ang control ng laki ng butil sa pamamagitan ng temperatura, pH, konsentrasyon ng precursor
- Pagbabago ng ibabaw na may silane, PEG, o biomolecules
- Magnetism tuning sa pamamagitan ng Fe³⁺/Fe²⁺ ratio at pagkalkula
4. Mga Aplikasyon sa Paggamot ng Tubig
Iron oxide powder ay malawakang ginagamit sa paggamot ng tubig para sa pag -alis ng mabibigat na metal, arsenic, tina, at mga organikong pollutant, at maaaring pagsamahin sa magnetic na paghihiwalay para sa mahusay na pag -recycle.
4.1 Malakas na adsorption ng metal
| Metal | Kapasidad ng adsorption ng Nano Powder (mg/g) | Micro Powder Adsorption Kapasidad (Mg/G) | Pag -alis ng kahusayan (nano) |
|---|---|---|---|
| PB (II) | 30–35 | 10–15 | 95–98% |
| CD (ii) | 20-25 | 8–12 | 90-95% |
| Bilang (iii) | 25 | 8 | 92–96% |
4.2 Organic pollutant degradation
Ang nano iron oxide powder ay maaaring makabuo ng mga aktibong radikal sa fenton o photocatalytic reaksyon upang mabawasan ang mga tina at organiko.
- Lugar ng ibabaw: 50-150 m²/g
- Oras ng reaksyon: 30-60 min para sa 95% pagkasira
- Optimal pH: 3-7
- Micro Powder: 60-70% pagkasira sa> 120 min
4.3 Paghihiwalay ng Magnetic
| Uri ng pulbos | Saturation Magnetization (EMU/G) | Oras ng paghihiwalay | Gumamit muli ng mga oras |
|---|---|---|---|
| Nano Fe₃o₄ | 50-70 | <5 min | ≥10 |
| Micro Fe₃o₄ | 70-80 | 10–20 min | ≤5 |
5. Mga Aplikasyon sa Coatings at Pigment
Iron oxide powder ay malawakang ginagamit sa mga coatings dahil sa katatagan ng kemikal, pagiging magaan, at masiglang kulay.
5.1 Kulay at Optical Properties
| I -type | Formula ng kemikal | Kulay | Application ng pigment |
|---|---|---|---|
| Hematite | Fe₂o₃ | Pula | Arkitektura coatings, paints, art pigment |
| Magnetite | Fe₃o₄ | Itim | Ang mga coatings na lumalaban sa kaagnasan, mga pang-industriya na layer |
| Wüstite | FEO | Kulay abo-itim | Halo -halong mga pigment, specialty coatings |
5.2 laki ng butil at pagkakalat
| Laki ng butil | Pagkakalat | Coating kinis | Opacity |
|---|---|---|---|
| 0.1-1 μm | Mahusay | Mataas | Mataas |
| 1–3 μm | Mabuti | Katamtaman | Katamtaman |
| 3-5 μm | Average | Mababa | Mababang-medium |
5.3 Paglaban sa Chemical at katatagan ng thermal
| Uri ng pulbos | Matatag na temperatura | Mga tampok |
|---|---|---|
| Fe₂o₃ | ≤1565 ° C. | Kulay ng matatag, lumalaban sa mataas na temperatura |
| Fe₃o₄ | ≤1597 ° C. | Itim, mga coatings na lumalaban sa kaagnasan |
| FEO | ≤1377 ° C. | Ginamit sa paghahalo ng pigment |
6. Mga Aplikasyon sa Catalysis
Iron oxide powder ay ginagamit bilang isang katalista dahil sa mataas na lugar ng ibabaw nito, tunable magnetism, at katatagan ng kemikal.
6.1 Mga pangunahing katangian ng catalytic
| Tagapagpahiwatig | Nano iron oxide powder | Micro iron oxide powder |
|---|---|---|
| Laki ng butil | 5-50 nm | 1–10 μm |
| Surface area (m²/g) | 50-150 | 5–20 |
| Aktibong density ng site | Mataas | Mababa |
| Catalytic na kahusayan | Mataas | Medium-low |
| Paghihiwalay ng Magnetic | Mabilis (<5 min) | Mabagal (10–20 min) |
| Gumamit muli ng mga oras | ≥10 | ≤5 |
7. Pag -unlad sa Hinaharap
Mga uso sa hinaharap para sa Iron oxide powder Tumutok sa nanostructuring, pagbabago sa ibabaw, synthesis ng eco-friendly, at matalinong aplikasyon.
7.1 Nanostructuring at mataas na pagganap
| Tagapagpahiwatig | Kasalukuyang antas | Potensyal sa hinaharap |
|---|---|---|
| Laki ng butil | 10-50 nm | 5–20 nm |
| Lugar ng ibabaw | 50-150 m²/g | 100-200 m²/g |
| Saturation Magnetization | 50-70 EMU/g | 60-80 EMU/g |
| Catalytic/Adsorption Efficiency | 80-95% | 90–99% |
7.2 Pagbabago ng Surface at Mga Composite
| Pagbabago | Kalamangan | Mga Aplikasyon |
|---|---|---|
| Patong ng polimer | Pinahusay na Pagkakalat | Paghahatid ng Gamot, Adsorption sa Kapaligiran |
| Pagbabago ng Silane | Pinahusay na katatagan ng thermal | Mataas na temperatura coatings, suporta sa katalista |
| Composite oxides | Pinahusay na aktibidad ng catalytic | Reaksyon ng Fenton, paggawa ng hydrogen |
7.3 Eco-friendly at sustainable development
- Mababang temperatura synthesis (<200 ° C)
- ≥10 muling paggamit ng mga siklo
- Malakas na metal-free, berdeng materyal
7.4 Mga Smart Application
- Magnetically kinokontrol na matalinong materyales para sa malayong paglabas ng gamot o paggamot sa tubig
- Nano-catalysis na isinama sa mga microreactors para sa mataas na kahusayan na patuloy na reaksyon
8. Konklusyon
- Synthesis: Maramihang mga pamamaraan upang matugunan ang laki ng butil at mga pangangailangan sa pagganap
- Mga Application ng Nanotechnology: MRI, Paghahatid ng Gamot, Paghihiwalay ng Magnetic, Catalysis
- Paggamot ng Tubig: Mataas na adsorption, magnetic paghihiwalay, magagamit muli
- Coatings at pigment: Kulay matatag, nakakalat, matibay
- Catalysis: Mataas na aktibong mga site, na angkop para sa ammonia, hydrogen, pagkasira ng basura
Ang mga pag -unlad sa hinaharap ay mapapahusay ang pagganap at mga aplikasyon, paggawa Iron oxide powder isang pangunahing multifunctional na inorganic na materyal.
FAQ
FAQ 1: Ano ang mga pangunahing aplikasyon ng iron oxide powder?
Iron oxide powder ay isang multifunctional na inorganic na materyal na may mga aplikasyon sa:
- Nanotechnology: Ang mga ahente ng kaibahan ng MRI, na -target na paghahatid ng gamot, magnetic paghihiwalay (5-50 nm particle, 50-150 m²/g ibabaw na lugar)
- Paggamot ng Tubig: Alisin ang mabibigat na metal at organiko; Magnetic pagbawi at pag -recycle
- Coatings at pigment: matatag na kulay, init at magaan na pagtutol
- Catalysis: Synthesis ng Ammonia, paggawa ng hydrogen, organikong pagkasira ng basura
Deqing Demi Pigment Technology Co, Ltd. Dalubhasa sa hindi organikong iron oxide pigment R&D at paggawa, na nag-aalok ng pula, dilaw, itim, kayumanggi, berde, orange, at asul na mga pigment sa pamantayan, micronized, at mababang-heavy-metal na serye.
FAQ 2: Paano pumili ng tamang laki ng butil at uri ng iron oxide powder?
- Nano Powder (5-50 nm): Magnetic paghihiwalay, nano catalysis, biomedical
- Micro Powder (1–10 μm): Mga coatings, pigment, pang -industriya catalysis
- Uri: Fe₂o₃ (pula, matatag), fe₃o₄ (itim, magnetic), feo (kulay abo-itim, halo-halong pigment)
Deqing Demi Pigment Technology Co, Ltd. Nag-aalok ng tatlong serye ng iron oxide powder na na-customize para sa laki ng butil, lugar ng ibabaw, at mabibigat na nilalaman ng metal, tinitiyak ang pagiging angkop para sa pananaliksik at pang-industriya na aplikasyon habang nakatuon sa eco-friendly at ligtas na produksyon.
FAQ 3: Ano ang mga pakinabang sa kapaligiran at pagpapanatili ng Iron Oxide Powder ?
- Hindi nakakalason at eco-friendly, ligtas para sa paggamot sa tubig
- Mataas na rate ng muling paggamit: Ang Nano Fe₃o₄ ay maaaring maging magnetically recycled ≥10 beses
- Mataas na adsorption at catalytic na kahusayan para sa mabibigat na metal at organiko
Deqing Demi Pigment Technology Co, Ltd. Aktibong tinutupad ang responsibilidad sa lipunan, na nakatuon sa proteksyon sa kapaligiran, kaligtasan ng produksyon, at kalusugan ng empleyado. Ang mataas na pagganap na iron oxide powder ay nalalapat sa industriya, pananaliksik, at proteksyon sa kapaligiran. Deqing Hele Bagong Materyal na Teknolohiya Co Ltd ay ang kumpanya ng kalakalan sa paghawak ng pamamahagi ng produkto at serbisyo sa customer.
