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河北师范大学
硕士学位论文
情境问题教学在高考化学复习中的应用研究
姓名:李占凯
申请学位级别:硕士
专业:学科教学·化学
指导教师:马建峰
20100601
摘要
氧化铁产业作为我国精细化工的传统产业,初级氧化铁产品的生产技术和工艺水平
与国外的差距并不大。然而在氧化铁产品的深加工技术方面跟国外有相当大的差距,这
就造成了价低利薄的氧化铁初级产品的大量出口,中高档产品却要依靠大量的进口。由
于氧化铁的产品被广泛应用在实际生产及生活的多个领域,在国内外具有广阔市场及开
发前景,氧化铁的制备成为科研工作者和生产企业研究的热点之一。
为提高钢材质量,钢材在冷轧之前,都要经过除鳞酸洗,酸洗后产生大量酸洗废液。
钢铁企业废酸液回收过程中,会有大量的氧化铁红副产品,这部分铁红大部分用作颜料,
但由于其颜料性能较差,只能用于要求不高的低档产品中。所以我们考虑能否将其转化
成可用作磁性材料的γ-Fe2O3。用铁的有机化合物进行热解可以直接得到γ-Fe2O3,但是在
较低的温度条件下煅烧,有机物燃烧不完全,产物容易团聚;而在较高的温度条件下煅
烧,γ-Fe2O3 一定会向晶型结构更为稳定的α-Fe2O3 转变,致使产品的纯度不高。当前从
铁的有机化合物制备γ-Fe2O3 的文献屡见报道,而直接从α-Fe2O3 出发向γ-Fe2O3 转化的研
究却鲜见报道。当然也有采用氢气、一氧化碳等强还原剂,在氮气保护下制备γ-Fe2O3
的方法,但这些方法条件较为苛刻,不利于工业化生产。
本论文结合溶胶-凝胶法和干法制备技术,从钢厂副产鲁氏α-Fe2O3 出发,用有机羧
酸将其还原为 Fe3O4,然后在空气中直接氧化成γ-Fe2O3,利用 Na2CO3 有加强γ-Fe2O3 热
稳定性的特性,最终用凝胶一步法制得纯相的γ-Fe2O3。该方法与氢气等强还原剂制备
γ-Fe2O3 的方法相比,工艺条件更易控制;与铁的有机化合物热解法比,原料更易得廉
价。为工业化生产提供了依据。另外,本文吸收本所前人的研究,采用液相催化相转化
的方法,以钢铁企业的副产鲁氏铁红为核,在其表面形成一层液相法制备的α-Fe2O3,
改善了α-Fe2O3 的吸油量、pH 值、纯度等颜料性能。
本论文的主要研究内容包括:
(1)通过实验证实了溶胶—凝胶一步法能够得到纯相的γ-Fe2O3。并且对有机羧酸的
选择做了探讨,用柠檬酸水溶液制备凝胶,煅烧后得到了纯相的γ-Fe2O3;用硬脂酸熔融
法制备凝胶,煅烧后很难得到纯相的γ-Fe2O3。制备凝胶的方式影响包覆效果,而包覆效
果又影响煅烧后产物组成。根据有机羧酸热解燃烧的温度及氧化铁相转化的温度,选择
II
了 450℃作为煅烧的温度;讨论了制备凝胶时的 pH 值对有机羧酸实际用量的影响,当
pH≥7 时,可节省有机羧酸的用量;相转化所需有机羧酸理论量是 n(柠檬酸):n(α-Fe2O3)=
:。而实际用量 n(柠檬酸):n(α-Fe2O3)<: 时,得不到纯相的γ-Fe2O3,证明了
有机羧酸热解燃烧生成的 Na2CO3 只是其中的一部分起到了稳定作用;找出 450℃时
Na2CO3 稳定全部γ-Fe2O3 的最小用量为 n(Na2CO3):n(γ-Fe2O3)≥:;最终得到在提
前加入 Na2CO3,450℃煅烧后制备纯相γ-Fe2O3 所需有机羧酸的最小用量是 n(柠檬
酸):n(α-Fe2O3) ≥:,该值仅比理论量多 %,远小于提前不加 Na2CO3 时所需柠
檬酸的量。
(2)通过实验证明了可以利用液相催化相转化的方法,在钢厂副产鲁氏铁红的表面
包覆一层液相法铁红。将包覆后产物的粒径与原样做了对比;讨论了不同包覆量及初始
反应浓度对包覆后产物的吸油量、pH 值及α-Fe2O3 的含量等颜料性能的影响。

关键词:凝胶一步法鲁氏法铁红γ-Fe2O3 相转化包覆












III
Abstract
Iron oxide industry is our traditional industries of fine chemical industry. The gap of the
primary iron oxide production, level of technical and technological between foreign countries
with us is not significant. However, there is a