[科普中国]-铁尖晶石

镁铁尖晶石砖简介

镁铁尖晶石砖是高铁镁砂或添加氧化铁制备的以MF为结合相的镁质制品。MF能与方镁石形成固溶体，但溶解度随温度、气氛变化很大。当温度或气氛反复变化，MF会脱溶由晶内尖晶石转化为晶间或在解理面析晶形成二次脱溶尖晶石，制品的可塑性降低，热震型变差，但对高温性能无明显影响。

水泥回转窑烧成带要取代镁铬砖，还可选用镁白云石砖、镁铝尖晶石砖、铝铁尖晶石砖、高铝不烧砖等。镁白云石砖主要解决水化问题、镁铝尖晶石砖挂窑皮性较差，铝铁尖晶石砖奥镁公司生产1。

铁尖晶石的合成以及对丁基黄药的吸附铁尖晶石是一类以Fe(Ⅲ) 氧化物为主要组分的复合氧化物，其化学通式为MFe2O4，其中M 为二价金属离子。它具有和天然矿石镁铝尖晶石同型的晶体结构，属于立方晶系。铁尖晶石纳米晶具有良好的磁学、催化、吸波等性能以及高化学稳定性、成本低廉、制备工艺简单等特点，已被应用于广播通信、信息储存、光催化、环境保护、催化合成、防辐射和医药生物等诸多领域。纳米铁尖晶石颗粒小，可以与药物共同包裹于聚合物载体中制成的磁性靶向给药系统，利用外加磁场使药物在体内随血液定向移动或集中，在目的靶区释放，从而起到靶区局部浓集作用，减少对正常组织细胞的影响，具有高效低毒的特点。在水环境污染治理方面，铁尖晶石可以作为吸附剂来吸附和去除水中的污染物，例如对放射性元素、氮、磷及有机污染物的吸附。铁尖晶石矿物通常具有磁性，吸附污染物后，可以利用外加磁场加以回收和富集再生，因此具有很高的应用价值。

黄药为矿物浮选中应用最为广泛且最有效的捕收剂，因此，在选矿废水中常常含有大量的黄药。黄药具有一定的毒性和臭味，如不经处理，势必污染水质，并在周边动植物体内积累，进而对周边的生态环境和人类健康构成威胁。因此，开发对黄药有特殊效果并可再生的磁性吸附剂，对于治理黄药带来的水污染有重要意义。铁尖晶石的合成方法有很多，例如水热法、溶胶－ 凝胶法、高温自蔓燃合成法和微波法等，其中微波法因为其具有快速高效的特点，在无机材料制备方面吸引了越来越多的化学研究者的关注。此外，无机纳米材料的合成对反应条件很敏感，而微波技术实现了快速高效的升温过程，能够大量缩短物质反应加热的时间，为反应的顺利进行带来极大的便利。

通过采用微波法合成铁尖晶石MFe2O4(M = Co2+、Zn2+) 纳米颗粒，运用X射线衍射仪（XRD）和红外分光光度计（FT－IR）等仪器对合成产物进行表征，并研究丁基黄药在固体表面的吸附行为2。

铁尖晶石对丁基黄药的吸附根据测得的样品比表面积，可以计算出单位面积上吸附黄药分子的个数，进而可以比较不同固体对黄药的吸附能力的强弱。

丁基黄药在铁酸锌表面的吸附量随着平衡浓度的增加而升高，非常符合BET吸附模型。取其吸附量为160mg·g－1，丁基黄药在铁酸锌固体表面每平方纳米上吸附的分子个数为30，说明丁基黄药在铁酸锌表面的吸附不是单分子层吸附，应属表面聚集体。

通过对实验数据进行BET吸附模型模拟，得出黄药在铁酸锌中饱和吸附量是80mg·g－1，远小于在铁酸钴表面的相应数值吸附剂表面饱和浓度0.0152mol·L－1，吸附平衡常数K=6。显然丁基黄药在铁酸锌表面上的吸附符合BET 吸附模型，表明丁基黄药在铁酸锌表面的吸附是多分子层的吸附2。

总结1.采用微波法制备铁尖晶石MFe2O4(M=Co2+、Zn2+)纳米颗粒。样品表征结果显示为铁尖晶石MFe2O4(M=Co2+、Zn2+)纳米颗粒，其中铁酸钴比表面积为43m2·g－1，铁酸锌比表面积为17m2·g－1。

2.以MFe2O4( M=Co2+、Zn2+ ) 作为吸附剂实验，发现铁酸钴和铁酸锌对丁基黄药的吸附均符合BET 吸附类型。丁基黄药在铁酸钴表面的吸附平衡常数K值为50000，而在铁酸锌表面的K值仅为6。显然，丁基黄药对于铁酸钴表面的亲和力远大于铁酸锌3。