Fe2O3纳米片的仿生制备及性能开题报告

1. 研究目的与意义

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸范围或由它作为基本单元构成的材料。一般情况下，纳米材料是指结构单元的尺寸在1-100 nm之间的体系。在超微结构下，纳米材料具有特殊的四大效应：小尺寸效应，表面和界面效应，量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。这些独特的物理效应使得纳米材料具有许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同，因而其应用范围相当的广阔。

在自然界中铁元素主要以氧化物的形式存在。由于铁是可变价态，所以存在着不同价态和晶体结构的氧化物。通常人们认为氧化铁系列的化合物主要包括铁的氧化物及其羟基氧化物。它们的分类是多种多样的：根据其价态、晶型和结构的不同可以分为feo、(α-，β-，γ-)fe₂o₃、fe₃o₄以及(α-，β-，γ-，δ-) feooh等；根据其色泽的不同可以分为红、橙、黑、棕、黄等；根据其用途的不同又可以分为颜料氧化铁和磁性氧化铁。其中α-feooh、γ-fe₂o₃、α-fe₂o₃、fe₃o₄具有较高的实用价值。

2. 研究内容和预期目标

对纳米fe₂o₃组成结构进行研究，并测试纳米fe₂o₃的催化性能。具体内容如下：

(1) 以山茶花花瓣为模板，通过简单浸润渗透的方式引入铁源，通过热处理使模板碳化的同时，使铁源转变为fe₂o₃，获得二维片层结构fe₂o₃材料；

(2) 分析不同前驱物浓度条件下所得材料的晶型、结构和形貌差异；

3. 研究的方法与步骤

常见氧化铁纳米材料的合成方法主要有气相法、固相法和液相法。其中液相法主要有沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、模板法、水热/溶剂热法等。

本实验使用的方法和步骤如下：

（1）采集约500ml的山茶花花瓣模板；

4. 参考文献

[1]. 宝迪. 三氧化二铁超细粉末的制备[j]. 内蒙古石油化工, 2010, 30, 3-4.

[2]. c. hao, y. shen, z. wang, x. wang, f. feng, c. ge, y. zhao, k. wang, preparation and characterization of fe₂o₃ nanoparticles by solid-phase method and its hydrogen peroxide sensing properties. acs sustainable chemistry engineering, 2016, 4, 1069-1077.

[3]. 黄保军, 何琴, 郭少凡, 法文君, 郑直. 生物模板法制备微纳米三氧化二铁[j]. 化学世界, 2012,3,133-135 .

5. 计划与进度安排

2022-02-06 ~ 2022-02-19 查阅文献，制定实验方案与计划，完成开题报告。

2022-02-20~ 2022-03-19 完成以花瓣为模板制备fe₂o₃复合材料的制备，对材料的的结构与形貌进行表征。

2022-03-20~ 2022-04-19 调节铁源的浓度、引入co源，考察浓度对材料结构和形貌的影响。