一种超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体的方法技术

本发明专利技术公开了一种超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体的方法，包括如下步骤：步骤一）配置0.1~0.3 mol/L的氯化铁前体溶液；步骤二）将模板加入氯化铁前体溶液；步骤三）将添加模板后的前体溶液置于超声仪器中在50‑80℃下进行超声，超声时间为1~2 h，得到FeO(OH,Cl)组装体；步骤四）将得到的FeO(OH,Cl)组装体通过超声‑离心提纯，干燥后，获得纯净的FeO(OH,Cl)组装体。

A method of synthesizing FeO (OH, Cl) assemblies by ultrasonic template method

The invention discloses a method for synthesizing FeO (OH, Cl) assemblies by ultrasonic template method, which includes the following steps: step 1) configuring 0.1-0.3 mol/L ferric chloride precursor solution; step 2) adding template to ferric chloride precursor solution; step 3) putting the precursor solution after adding template into an ultrasound instrument at 50 80 (?) for ultrasonic time of 1-2 h to obtain FeO (OH, Cl) group. The obtained FeO (OH, Cl) assemblies were purified by ultrasonic centrifugation and dried to obtain pure FeO (OH, Cl) assemblies.

【技术实现步骤摘要】
一种超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体的方法
本专利技术涉及材料合成
，特别是涉及一种超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体的方法。
技术介绍
：Akaganéite是在日本岩手县首先发现的一种天然矿物，其分子式为FeO(OH,Cl)。由于其独特的结构与性能，这种矿物吸引了全球广大研究人员的关注。迄今为止，FeO(OH,Cl)在环境保护、能量转换/储存和生物医学等领域均显示出良好的应用前景，基于FeO(OH,Cl)合成的材料和器件已经在催化剂、吸附剂、离子交换剂、电极材料和药物输送载体等方面得到广泛应用。在自然界中，FeO(OH,Cl)通常是由磁黄铁矿的风化而缓慢形成。显然，其缺点主要是在于自然风化过程时间漫长，一个风化周期的时间大约在数百万年间，因此这个方法并不适合用于工业中大量生产。为了能够在较短的时间内人工合成FeO(OH,Cl)，目前研究人员已经开发出了溶胶-凝胶法、水热法和超声法等方法。溶胶-凝胶法虽然合成的纳米颗粒颗粒比较均匀，但是耗费的时间相对较长。水热法所得到的纳米颗粒纯度较高，不过通常需要高温高压等条件。超声合成法反应速率快，耗时短，但是所得到的纳米颗粒容易团聚成不规则组装体。因此开发新的绿色合成FeO(OH,Cl)方法具有非常重要的意义超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体，以模板引导组装，可以获得具有模板的形貌特征的FeO(OH,Cl)组装体，并且可以通过选择合适的模板赋予FeO(OH,Cl)组装体特殊性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于开发绿色合成FeO(OH,Cl)组装体的新方法。本专利技术采用如下技术方案：一种超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体的方法，包括如下步骤：步骤一）配置0.1~0.3mol/L的氯化铁前体溶液；步骤二）将模板加入氯化铁前体溶液；步骤三）将添加模板后的前体溶液置于超声仪器中在50-80℃下进行超声，超声时间为1~2h，得到FeO(OH,Cl)组装体；步骤四）将得到的FeO(OH,Cl)组装体通过超声-离心提纯，干燥后，获得纯净的FeO(OH,Cl)组装体。进一步的改进，步骤二）中的模板可以是天然模板或人造模板。进一步的改进，所述天然模板为植物孢子模板。进一步的改进，所述人造模板为四氧化三铁模板。进一步的改进，步骤四）提纯过程中，先超声5min，使FeO(OH,Cl)组装体分散均匀，然后3000r/min下离心3分钟并取下层粉末，反复超声-离心3~5次，直至上层清液澄清透明即获得纯净的FeO(OH,Cl)组装体。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：（1）通过超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体，合成方法具有操作简单、成本低、耗时短和对环境友好等优势。（2）通过选择合适的模板，可以根据模板的形状和大小，来控制合成的FeO(OH,Cl)组装体的形状和大小。（3）通过选择合适的模板，可以赋予FeO(OH,Cl)组装体特殊性能。附图说明图1为超声合成FeO(OH,Cl)组装体的工艺流程图；图2为对比例1合成的P-FN、实例1合成的P-FS和实例2合成的P-FF的EDX图谱和XRD图谱；其中图2a为P-FN的EDX图谱；图2b为P-FN的XRD图谱；图2c为P-FS的EDX图谱；图2d为P-FS的XRD图谱；图2e为P-FF的EDX图谱；图2f为P-FF的XRD图谱；图3为对比例1合成的P-FN的FESEM显微图像；图4为实施例1合成的P-FS的FESEM显微图像；图5为实施例2合成的P-FF的FESEM显微图像。具体实施方式以下各案例所述用于制备相应的FeO(OH,Cl)组装体为最优选而已，并不用于限制本专利技术。相关技术人员依然可以根据前述方案做相应修改。或者对其中部分技术特征做等同替换。凡在本专利技术精神和原则之内做的任何修改，等同替换和改进等。均应包含在本专利技术的保护范围之内。实施例1：以植物孢子为模板，超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体，天然植物孢子可在市面上直接购买获得。其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：（1）用氯化铁配置成0.2mol/L的氯化铁前体溶液；（2）将选用的植物孢子（S）模板加入步骤（1）中配置好的前体溶液；（3）将步骤（2）中添加植物孢子后的前体溶液置于预热在60℃的超声仪器进行超声2h，得到FeO(OH,Cl)组装体，标记为FS；（4）将步骤（3）中得到的FS，超声5min使其分散，在3000r/min下离心3分钟并取下层粉末，如此重复超声-离心，直至上层清液澄清透明为止。干燥后得到相应的粉末，标记为P-FS。实施例1制备的P-FS的EDX图谱和XRD图谱分别如图2c和图2d所示，实施例1制备的P-FS的FESEM扫描图像如图4所示。对比例：在没有任何模板的情况下，超声化学法合成FeO(OH,Cl)组装体，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：（1）用氯化铁配置成0.2mol/L的氯化铁前体溶液；（2）将步骤（1）中配置好的前体溶液置于预热在60℃的超声仪器进行超声2h，得到FeO(OH,Cl)组装体，标记为FN；（3）将步骤（2）中得到的FN，超声5min使其分散，在3000r/min下离心3分钟并取下层粉末，如此重复超声-离心，直至上层清液澄清透明为止。干燥后得到相应的粉末，标记为P-FN。对比例1制备的P-FN的EDX图谱和XRD图谱分别如图2a和图2b所示，对比例1制备的P-FN的FESEM扫描图像如图3所示。实施例2：以Fe3O4为模板，超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体，四氧化三铁模板通过水热法合成。将1.0g聚乙烯吡咯烷酮溶解在40mL乙二醇中，然后加入5mmol的无水氯化铁和30mmol的乙酸钠。将混合物均匀搅拌15min,然后用聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜密封。将高压釜加热到200℃并在此温度下保持10h，然后冷却到室温。最后用乙醇和去离子水洗涤，在80℃的烘箱中干燥，得到纯净的四氧化三铁备用。其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：（1）选用ACROSORGANICS的氯化铁配置成0.2mol/L的氯化铁前体溶液；（2）将选用的Fe3O4（F）模板加入步骤（1）中配置好的前体溶液；（3）将步骤（2）中添加Fe3O4后的前体溶液置于预热在60℃的超声仪器进行超声2h，得到FeO(OH,Cl)组装体，标记为FF；（4）将步骤（3）中得到的FF，超声5min使其分散，在3000r/min下离心3分钟并取下层粉末，如此重复超声-离心，直至上层清液澄清透明为止。干燥后得到相应的粉末，标记为P-FF。实施例2制备的P-FF的EDX图谱和XRD图谱分别如图2e和图2f所示，实施例2制备的P-FF的FESEM扫描图像如图5所示。通过图2的EDX图谱和XRD图谱可以知道，通过超声处理氯化铁溶液所得到的纳米粉末为FeO(OH,Cl)。通过对比可知，通过超声模板法合成的FeO(OH,Cl)组装体具备有模板的基本形貌特征。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一）配置0.1~0.3 mol/L的氯化铁前体溶液；步骤二）将模板加入氯化铁前体溶液；步骤三）将添加模板后的前体溶液置于超声仪器中在50‑80℃下进行超声，超声时间为1~2 h，得到FeO(OH,Cl)组装体；步骤四）将得到的FeO(OH,Cl)组装体通过超声‑离心提纯，干燥后，获得纯净的FeO(OH,Cl)组装体。

【技术特征摘要】
1.一种超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一）配置0.1~0.3mol/L的氯化铁前体溶液；步骤二）将模板加入氯化铁前体溶液；步骤三）将添加模板后的前体溶液置于超声仪器中在50-80℃下进行超声，超声时间为1~2h，得到FeO(OH,Cl)组装体；步骤四）将得到的FeO(OH,Cl)组装体通过超声-离心提纯，干燥后，获得纯净的FeO(OH,Cl)组装体。2.如权利要求1所述的一种超声模板法合成FeO(OH,Cl)组装体的方法，其特征在于，步骤二）中的模板可以是天然模板或人造模...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴品强，陈伟坤，朱成龙，洪春福，常发，田君，郑婵，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建,35