生物模板制备碳化铁材料及其磁性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

碳化铁材料由于具有价格低廉，低毒性，高硬度，高磁性，以及良好的热稳定性和化学稳定性等优点，是一类在催化，电化学，分离科学，能源，环境以及医药卫生等领域都有着广泛应用的重要材料。研究表明，碳化铁材料的性能与其结构形貌有着密切的关系，因此，近年来对具有特殊微观结构的碳化铁材料的制备成为了该领域新的研究热点。

fe3c属于正交晶格，是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物，含碳量为6.69％（质量分数），不发生同素异型转变，但有磁性转变，居里温度约为480℃；其硬度很高，而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大。目前，制备fe3c比较常用的方法有还原渗碳法、热分解法、激光法和化学气相沉积法等。

在微/纳结构的构建方法中，生物模板法是一种具有显著优势的新方法，天然生物结构不仅有着能够媲美人造模板的精致结构，同时又具有环境友好，可再生，易于获取等人工模板所不具备的优点。因此越来越多的生物结构被用作材料合成的模板。由于生物是由富含碳元素的有机物所构成，因此生物结构在作为模板的同时也是理想的碳源材料。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：1.水热法初步制备碳化铁

2.反应时间对碳化铁成分的影响

3.ph对碳化铁成分的影响

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

1.以玉米皮为碳源与铁溶液水热法初步制备碳化铁。

2.以不同反应时间用水热法制备不同碳化铁产品。

4. 参考文献

[1].Oyama S T. The chemistry of transition metal carbides and nitrides[M]. London: Chapmann and Hall,1996:28 [2].Tsuzuki A, Sago S, Hirano S, et al. High temperature and pressure preparation and properties of iron carbides Fe7C3 and Fe3C[J]. J Mater Sci,1984,19(8) :2513 [3].Dodd S, Saunders G, Cankurtaran M, et al. Ultrasonic study of the temperature and hydrostatic-pressure dependences of the elastic properties of polycrystalline cementite (Fe3C)[J]. Phys Status Solidi A,2003,198(2):272 [4].Carlos M C,Francisco J M,Jose R U, et al. Group 6 metal oxidecarbon aerogels. Their synthesis, characterization and catalytic activity in the skeletalisomerization of 1-butene[J]. Appl Catal A: General,1999,183(2):345 [5].Grimes C A, Horn J L, Bush G G,et al. Curie temperature enhancement in Fe3C nanoparticles made by laser pyrolysis[J]. IEEE Trans Magn,1997,33(5):3736 [6].Widder K J, Senyei A E, Scarpelli D G. Magnetic microspheres:A model system for site specific drug delivery in vivo[J]. Proc Soc Exp Biol Med,1978,158(2):141

5. 计划与进度安排

1、2022-03-02～2022-03-15：查阅文献，制定实验方案，撰写开题报告。

2、2022-03-16～2022-04-30：开展实验，生物模板制备碳化铁材料方法的研究。

3、2022-05-01～2022-05-30：碳化铁材料成分，结构和磁性能的表征。