Vol. 7(3), pp. 114-121, March 2013

Vol. 7(3), pp. 114-121, March 2013
DOI: 10.5897/AJPAC12.002
ISSN 1992-0840 ©2013 Academic Journals
http://www.academicjournals.org/AJPAC
African Journal of Pure and Applied
Chemistry
Full Length Research Paper
Some wet routes for synthesis of hematite
nanostructures
Ibrahim Abdulkadir* and Abubakar Babando Aliyu
Department of Chemistry, Ahmadu Bello University, Zar
ia, Nigeria.
Accepted 5 March, 2013
Increased attention has been paid to the synthesis
of hematite nanoparticles recently due to its
properties and application in various fields of mod
ern technology. Various methods (aqueous and non-
aqueous) have been applied in order to produce hema
tite nanostructures of required size and
morphology suitable for these various applications.
The aqueous route has been found to be simpler
and more versatile than the non-aqueous routes. Thi
s paper reviews some of the most commonly used
wet route for the synthesis of hematite nanoparticl
es and shows that the sol-gel and hydrothermal
methods are simple and versatile, capable of produc
ing narrow particle size ranges with good control
of morphology and high yield in contrast to precipi
tation and microemulsion methods.
Key words:
Nanoparticles, goethite, hematite, ferrihydrite, syn
thesis.
INTRODUCTION
Nanoparticles refer to materials whose size in at lea
st
one dimension is between 2-99 nm (Zhang and Webster
,
2009). Nano-structured materials have generated a lo
t of
interest over the last two decades due to their attr
active
properties and wide range of application (Mohapatra
and
Anand, 2010; Li et al., 2009). The need to control t
he size
range and morphology and hence the properties of the
se
nanomaterials have led chemists to develop various
routes for synthesis of materials with morphology su
itable
for application in these various fields. The most ut
ilized
transition metal oxide of technological importance are
the
Iron oxides with sixteen known oxide and oxy-hydroxide
(that is, five polymorphs of FeOOH (that is, goethi
te
α
-
FeOOH, lepodocrocite
γ
- FeOOH, akaganite
β
- FeOOH
feroxyhyte,
δ
- FeOOH and ferrihydrite FeOOH of which
goethite is the most stable), four of Fe
2
O
3
(that is,
hematite
α
- Fe
2
O
3
, maghemite
γ
- Fe
2
O
3
then
β
- Fe
2
O
3
and
ε
- Fe
2
O
3
which are the less occurring ones) Fe(OH)
3
,
Fe(OH)
2
, FeHO
8
.4H
2
O, Fe
3
O
4
(magnetite) and FeO
(wusite)) some of which are not only crystalline but sh
ow
interesting photolytic, electric and magnetic pr
operties
(Schwertmann and Cornell, 1991; Mohapatra and Anand,
2010). Hematite, an n-type Semiconductor (Energy
transfer band gap = 2.1eV), being the most
thermodynamically stable of these oxides coupled with it
s
low cost and nontoxicity, has been the most investiga
ted
for application in a wide range of fields (e.g. as p
igments,
in catalysis, in photo electrochemical water splitting,
gas
sensors, electromagnetic, optical, and biomedical
devices) (Guo et al., 2011; Lian et al., 2009). Vari
ous
techniques have been used to fabricate hematite
nanomaterials of desired morphology (e.g. nanorods,
nanofibres, nanowires, etc.) for various applications
.
Methods that have been employed for hematite synthesi
s
may either be solution based/ wet or non solution ba
sed
/dry. Wet synthesis include methods such as
thermolysis/forced hydrolysis, precipitation/co-
precipitation, which in the case of hematite might inv
olve
synthesis of a precursor (A ferrihydrite or goethite o
r
both) followed by dehydroxylation at high temperature,
or
Sol-gel synthesis, which involves dissolution of the
Fe
3+
and an organic compound to form the sol,

Kết quả (Việt) 1:

Số 7(3), tr. 114-121, Tháng ba 2013 DOI: 10.5897/AJPAC12.002 ISSN 1992-0840 © 2013 học tạp chí http://www.academicjournals.org/AJPAC Tạp chí Châu Phi tinh khiết và ứng dụng Hóa họcChiều dài đầy đủ bài nghiên cứuMột số tuyến đường ẩm ướt cho các tổng hợp của hematit nanostructures Ibrahim Abdulkadir * và duyên Babando tới Vùng hóa học, đại học Bello Ahmadu, ZarIA, Nigeria. Chấp nhận 5 tháng 3 năm 2013 Tăng sự chú ý đã được trả tiền cho việc tổng hợp của hematit hạt nano mới do để của nó tính chất và ứng dụng trong các lĩnh vực của modErn công nghệ. Phương pháp khác nhau (dung dịch nước và không-dung dịch nước) đã được áp dụng để sản xuất hemaTite nanostructures yêu cầu kích thước và hình thái học thích hợp cho các ứng dụng khác nhau. Dung dịch nước đường đã được tìm thấy là đơn giản và linh hoạt hơn so với các tuyến đường không dung. This giấy giá một số được sử dụng phổ biến nhất Các tuyến đường ướt cho sự tổng hợp của hematit nanoparticlEs và cho thấy rằng sol-gel và thủy nhiệt phương pháp này là đơn giản và linh hoạt, có khả năng sản phẩming thu hẹp phạm vi kích thước hạt với kiểm soát tốt hình thái học và năng suất cao trái ngược với precipiphương pháp tation và microemulsion. Từ khóa: Hạt nano, goethite, hematit, ferrihydrite, synluận văn tốt nghiệp. GIỚI THIỆU Hạt nano tham khảo tài liệu có kích thước trong lúc leaSt một trong những kích thước là giữa 2-99 nm (Zhang và Webster, Năm 2009). vật liệu cấu trúc Nano đã tạo ra một lột quan tâm hơn hai thập kỷ qua do attr của họhoạt động tính chất và phạm vi rộng của ứng dụng (Mohapatra và Anand, 2010; Li et al., 2009). Sự cần thiết để kiểm soát tông kích thước tầm hoạt động và hình thái học và do đó các thuộc tính của cácBắc và vật liệu nano đã dẫn các nhà hóa học để phát triển khác nhau Các tuyến đường cho tổng hợp vật liệu hình thái học suItable ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Nhất utilized oxit kim loại chuyển tiếp công nghệ quan trọng là Các Các ôxít sắt với mười sáu nổi oxit và hydroxit oxy (có nghĩa là, năm dạng đa hình của FeOOH (có nghĩa là, goethiTe Α-FeOOH, lepodocrocite Γ-FeOOH, akaganite Β-FeOOH feroxyhyte, Δ-FeOOH và ferrihydrite FeOOH trong đó goethite là ổn định nhất), bốn người trong Fe2O3 (có nghĩa là, hematit Α-Fe2O3, maghemite Γ-Fe2O3 sau đó Β-Fe2O3và Ε-Fe2O3 đó là sự ít xảy ra những cái) Fe(OH)3, Fe(Oh)2, FeHO8.4H2O, Fe3O4 (magnetit) và FeO (wusite)) một số người trong số đó là không chỉ kết tinh nhưng show thú vị photolytic, điện và từ tính properties (Schwertmann và Cornell, năm 1991; Mohapatra và AnandNăm 2010). hematit, một chất bán dẫn loại n (năng lượng chuyển giao ban nhạc khoảng cách = 2.1 eV), nhất thermodynamically ổn định của các oxit cùng với nós thấp chi phí và nontoxicity, đã là nhất investigaTed ứng dụng trong một loạt các lĩnh vực (ví dụ như pigments, in catalysis, in photo electrochemical water splitting, gas sensors, electromagnetic, optical, and biomedical devices) (Guo et al., 2011; Lian et al., 2009). Various techniques have been used to fabricate hematite nanomaterials of desired morphology (e.g. nanorods, nanofibres, nanowires, etc.) for various applications. Methods that have been employed for hematite synthesis may either be solution based/ wet or non solution based /dry. Wet synthesis include methods such as thermolysis/forced hydrolysis, precipitation/co-precipitation, which in the case of hematite might involve synthesis of a precursor (A ferrihydrite or goethite or both) followed by dehydroxylation at high temperature, or Sol-gel synthesis, which involves dissolution of the Fe3+and an organic compound to form the sol,

Kết quả (Việt) 2:

Vol. 7 (3), pp 114-121, tháng 3 năm 2013.
DOI: 10,5897 / AJPAC12.002
ISSN 1992-0840 © 2013 Academic Journals
http://www.academicjournals.org/AJPAC
Journal Phi Pure and Applied
Chemistry
Full Length Giấy Nghiên cứu
một số tuyến đường ướt để tổng hợp của hematit
cấu trúc nano
Ibrahim Abdulkadir * và Abubakar Babando Aliyu
Khoa Hóa, Đại học Ahmadu Bello, Zar
ia, Nigeria.
Chấp nhận ngày 05 tháng 3 năm 2013
tăng sự chú ý đã được trả cho sự tổng hợp
của các hạt nano hematite gần đây do nó
thuộc tính và ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau của mod
nghệ ERN. Phương pháp khác nhau (dung dịch nước và không
chứa nước) đã được áp dụng để sản xuất HEMA
cấu trúc nano tite của kích thước yêu cầu và
hình thái thích hợp cho các ứng dụng khác nhau.
Các tuyến đường dịch nước đã được tìm thấy là đơn giản
và linh hoạt hơn so với các tuyến đường không có nước. Thị
s giấy xét một số trong những phổ biến nhất là sử dụng
tuyến đường ướt để tổng hợp hematit nanoparticl
es và cho thấy rằng sol-gel và thủy nhiệt
phương pháp rất đơn giản và linh hoạt, có khả năng Sản Phẩm
ing kích thước hạt hẹp khoảng với kiểm soát tốt
về hình thái và năng suất cao trái ngược với precipi
tation và microemulsion phương pháp.
từ khóa:
hạt nano, goethite, hematit, ferrihydrite, syn
luận án.
GIỚI tHIỆU
Các hạt nano tham khảo các tài liệu có kích thước ở tại lea
st
một chiều là giữa 2-99 nm (Zhang và Webster
,
2009). Vật liệu có cấu trúc nano đã tạo ra một lo
t các
lãi suất trong hai thập kỷ qua do attr của họ
hoạt động
tài sản và hàng loạt các ứng dụng (Mohapatra
và
Anand, 2010; Li et al., 2009). Sự cần thiết phải kiểm soát t
ông kích thước
phạm vi và hình thái học và do đó các thuộc tính của
se
các nhà hóa học vật liệu nano đã dẫn đến phát triển khác nhau
các tuyến đường cho sự tổng hợp của vật liệu với hình thái su
itable
cho các ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Các ut nhất
ilized
oxit kim loại chuyển tiếp có tầm quan trọng công nghệ là
các
oxit với mười sáu tiếng oxit và oxy-hydroxit sắt
(nghĩa là, năm các dạng thù hình của FeOOH (có nghĩa là, goethi
te
α
-
FeOOH, lepodocrocite
γ
- FeOOH, akaganite
β
- FeOOH
feroxyhyte ,
δ
- FeOOH và ferrihydrite FeOOH trong đó
goethite là ổn định nhất), bốn Fe
2
O
3
(có nghĩa là,
hematit
α
- Fe
2
O
3
, maghemite
γ
- Fe
2
O
3
sau đó
β
- Fe
2
O
3
và
ε
- Fe
2
O
3
trong đó là những người ít xảy ra) Fe (OH)
3
,
Fe (OH)
2
, FeHO
8
.4H
2
O, Fe
3
O
4
(magnetite) và FeO
(wusite)) một số trong đó không chỉ tinh nhưng sh
ow
photolytic thú vị, điện và từ pr
operties
(Schwertmann và Cornell, 1991; Mohapatra và Anand,
2010). Hematit, một loại n Semiconductor (Energy
band chuyển khoảng cách = 2.1eV), là nhất
nhiệt động ổn định của các ôxit này cùng với nó
là
chi phí thấp và nontoxicity, đã được các investiga nhất
ted
cho các ứng dụng trong một loạt các lĩnh vực (ví dụ như như p
igments,
trong xúc tác, trong bức ảnh tách điện nước,
khí
cảm biến, điện từ, quang học, y sinh và
các thiết bị) (Guo et al, 2011;.. Lian et al, 2009). Vari
độc hại
kỹ thuật đã được sử dụng để chế tạo hematit
vật liệu nano của hình thái mong muốn (ví dụ như thanh nano,
các sợi nano, dây nano, vv) cho các ứng dụng khác nhau
.
Các phương pháp đã được sử dụng cho synthesi hematit
s
có thể hoặc được dựa trên giải pháp / giải pháp ướt hoặc không ba
sed
/ khô. Tổng hợp ướt bao gồm các phương pháp như
tỏa nhiệt / thủy phân buộc, lượng mưa / đồng
kết tủa, mà trong trường hợp của hematit có inv
olve
tổng hợp của một tiền thân (A ferrihydrite hoặc goethite o
r
cả) tiếp theo dehydroxylation ở nhiệt độ cao,
hoặc
Sol-gel tổng hợp, trong đó có việc giải thể của
Fe
3+
và một hợp chất hữu cơ để tạo thành các sol,