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鐵酸鎳

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鐵酸鎳(鎳鐵礦)
基本資料
類別氧化物
化學式NiFe2O4
施特龍茨分類04.BB.05
戴納礦物分類7.2.2.5
晶胞a = 8.41 Å; Z=8
性質
分子量234.38 u
顏色黑色,帶有微綠
晶體慣態顆粒較大,微觀結構為八面體
晶系等軸晶系、反式尖晶石結構[1]
解理
斷口不平坦
韌性/脆性易碎
摩氏硬度5
光澤金屬半金屬
條痕棕色
透明性不透明;其薄碎片透明
比重5.164
折射率n = 2.41 (計算值)
其他特徵磁性大
參考文獻[2][3][4]

鐵酸鎳(英語:Nickel Ferrite化學式:NiFe2O4)是鐵鎳礦英語Trevorite的主要成分,其中鐵元素氧化態為+3。其晶體結構為反式尖晶石型[5],其中氧原子作立方最密堆積,鎳離子與鐵離子分別佔據八分之一的四面體空隙和一半的八面體空隙[6]:247-248。這種材料磁性較大,在電子工業領域用途廣泛。其納米顆粒也可用作催化劑

製備

鐵酸鎳可以通過氧化鎳氧化鐵在加熱條件下得到:[6]:1081

但此法效率較低,很少採用。

硫酸鎳氯化鐵溶液混合併加入到氫氧化鈉溶液中加熱一段時間後冷至室溫並洗滌、烘乾後再焙燒,可以通過濕化學方法製備鐵酸鎳顆粒[7]pH為8.5至10.5時,微量的對反應具有明顯的催化作用[8]

另外,也報道了利用微波輻射技術的固相製備方法:將檸檬酸三種固體混合研磨,再經微波輻射一段時間後製得納米顆粒的產物[1]

性質與用途

  • 鐵酸鎳材料的磁性優良,可用作磁頭材料、微波吸收材料等[9]
  • 納米鐵酸鎳微粒可以催化二氧化碳分解為氧氣一氧化碳,故可利用二氧化碳催化氧化乙苯製備苯乙烯。研究表明,其催化機理可能是鐵酸鎳離解出部分晶格氧而生成氧缺位化合物,接着晶格氧將乙苯氧化,而氧缺位化合物從中奪取氧而再生。[1]
  • 草酸存在下,活性炭與納米鐵酸鎳混合體系可以光催化降解亞甲藍羅丹明B孔雀石綠等有害有機物[10]
  • 鐵酸鎳可作為惰性陽極陶瓷基底材料,其優勢在於熱穩定性與化學穩定性良好,應用前景廣泛,但劣勢在於其導電性、機械性能、抗熱震性不佳[11][12]。然而,有兩種方法改善其導電性:在材料中添加二氧化錳能夠增大其密度,並形成共熔體,進入尖晶石晶格中代替部分[11];或添加五氧化二釩而形成低熔點物質[12]

參見

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 石曉波; 傅海萍; 李春根. 铁酸镍纳米微粒的固相合成及其催化性能. 應用化學. 2003年1月, 20 (1): 55–58. 
  2. ^ Handbook of Mineralogy (PDF). [2015-02-23]. (原始內容存檔 (PDF)於2012-06-14). 
  3. ^ Trevorite on webmineral.com. [2015-02-23]. (原始內容存檔於2017-12-27). 
  4. ^ Trevorite on Mindat.org. [2015-02-23]. (原始內容存檔於2017-12-01). 
  5. ^ 存档副本 (PDF). [2015-02-24]. (原始內容存檔 (PDF)於2015-02-25). 
  6. ^ 6.0 6.1 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan., Chemistry of the Elements 2nd, Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0080379419 
  7. ^ 陳大茴; 楊麗珠; 鄭曉詠. 铁酸镍纳米粒子的制备与表征. 佳木斯大學學報. 2004年7月, 22 (3): 371–373. 
  8. ^ 劉輝等. 催化相转化法制备纳米铁酸镍及性质研究. 功能材料. 2003, 34 (5): 509–510. 
  9. ^ 方道來; 鄭翠紅; 朱偉長; 晉傳貴. NiFe2O4纳米晶的制备和磁性. 材料研究學報. 2000年4月, 14 (2): 159–162. 
  10. ^ 馮連榮等. 活性炭铁酸镍磁性催化剂的光催化性能. 催化學報. 2012, 33 (8): 1417–1422. 
  11. ^ 11.0 11.1 席錦會; 姚廣春; 劉宜漢; 張曉明. 掺杂MNO2对铁酸镍陶瓷惰性阳极性能的影响. 過程工程學報. 2006年6月, 6 (3): 495–498. 
  12. ^ 12.0 12.1 席錦會; 姚廣春; 劉宜漢; 張曉明. 五氧化二钒对铁酸镍基金属陶瓷惰性阳极导电行为的影响. 矽酸鹽學報. 2006年1月, 34 (1): 34–38. 
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