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铁氧化物用途非常广泛,也是种重要的化工原料。有关铁氧化物的研究中,以Ferrihydrite转化过程的研究较为引人注目。本研究室一直从事铁氧化物的研究,前期的研究表明了微量Fe(Ⅱ)对Ferrihydrite的相转化具有明显的催化作用。本实验室前期有关Ferrihydrite相转化行为的研究,都是在常规加热的方式下进行的,前期研究表明温度及升温速率对Ferrihydrite的催化相转化行为有很大影响。探讨不同加热方式对Ferrihydrite催化相转化过程的影响,全面了解在各种条件和环境中Ferrihydrite的催化相转化规律,对控制反应过程、为工业生产纳米铁红提供指导,是我们要达到的目标之一。本文旨在近中性条件下,采用微波加热的方式,研究Fe(Ⅱ)离子存在时Ferrihydrite的相转化规律,实现由Ferrihydrite快速、低能耗地制备出超细、均一、各种形貌的α-Fe2O3粒子。,因此该研究结果一方面对于全面了解Ferrihydrite的催化相转化机理具有重要的理论意义;另一方面,该研究结果对指导各种形貌α-Fe2O3的控制合成具有实际指导价值。本论文主要研究内容及结果如下:(1)系统研究了以氢氧化钠为沉淀剂、氯化铁为原料制备的Ferrihydrite在微波加热下的催化相转化过程。考察了初始pH、Ferrihydrite的微结构、Fe(Ⅱ)离子和Fe(Ⅲ)离子浓度等因素对相转化过程的影响。结果表明:在微波加热下Ferrihydrite的相转化产物为α-Fe2O3。(2)通过对Ferrihydrite在两种加热方式下催化相转化行为的比较发现:微波加热与常规加热下Ferrihydrite催化相转化的行为大致相同,产物的物相及形貌相同,但粒径大小及相转化时间有差异。微波加热制备出的α-Fe2O3粒子,粒径更小、相转化时间更短、能耗低。(3)分析Ferrihydrite在两种加热方式下相转化行为的异同得出: Ferrihydrite在微波加热下比在常规加热下,经历固相转化机制的比重增大,形成α-Fe2O3粒子过程中α-Fe2O3晶核的生长过程为速控过程。(4)在研究中发现Fe(Ⅱ)加入量(β= nFe(Ⅱ)/nFe(Ⅲ))对制得的α-Fe2O3微粒的形貌有影响。当pH=7时随β值的变化(由0.02-0.07),α-Fe2O3粒子的形貌由球形变为纺锤形。pH=9时随β值的变化(由0.02-0.07),α-Fe2O3粒子的形貌由球形变为准立方体形。Ferrihydrite在pH近中性环境下,形成非球形的α-Fe2O3粒子的机理是由于加入的Fe(Ⅱ)离子在α-Fe2O3晶核上发生配位吸附,导致了α-Fe2O3晶的非等轴生长,从而形成了非球形的(如纺锤体、准立方体等)α-Fe2O3粒子。