四氧化三铁复合微米花的制备(3)
1.2.3 共沉淀法
共沉淀法是指在含有多种阳离子的溶液中加入碱性沉淀剂（如NaOH），让所有阳离子完全转化为沉淀。为了获得均匀的沉淀，通常将含有多种阳离子的盐溶液慢慢加入到过量的沉淀剂中进行搅拌，使所有离子的浓度大大超过沉淀的平衡浓度，尽量使各组分按比例同时析出来[4]。
共沉淀原理是Fe2++2Fe3++8OH-→Fe3O4+4H2O。
沉淀法制备纳米粒子时，Fe2+、Fe3+的摩尔比直接影响产物的晶体结构；溶液的pH值、离子浓度、反应温度等均影响微粒的尺寸。如何通过控制反应条件制备晶体结构单一、颗粒尺寸均匀的纳米颗粒是沉淀法所面临的主要问题[4]。另外，沉淀剂的过滤、洗涤也是必须考虑的问题。
共沉淀法得到的四氧化三铁纳米粒子多为球形结构，粒径较小(5～10 nm)[5]。但由于该反应的温度比较低，所以得到的粒子的结晶性相对较差。而且，该法制备的纳米四氧化三铁微粒沉淀在洗涤、过滤和干燥时颗粒间易发生团聚，会影响纳米四氧化三铁的性能。
共沉淀法的优点主要是实验条件简单、反应条件比较温和、原料价格低廉、容易操作，可用于工业化生产，反应过程中产物成核容易控制，粒径较小且为球形[6]；其缺点是共沉淀法要求各组分的水解条件和沉淀条件相近，具有一定的局限性，另外，当快速加入碱性沉淀剂时，离子来不及扩散而致使局部碱性过高，沉淀的生成速度过快，沉淀产生不均匀，粒径分布也比较宽，纳米颗粒容易团聚。对制备四氧化三铁纳米颗粒来说，二价铁在碱性条件下极易被氧化成三价，产物中Fe2+、Fe3+的比例很难控制为1：2，致使出现杂项。
（1）水解沉淀法
水解沉淀法就是利用碱性物质的水解释放OH-，常用的碱性物质有尿素、己二胺等，这些物质释放OH-的速度比较慢，在制备纳米四氧化三铁微粒时有利于生成颗粒均匀的纳米颗粒。通常这种方法能制备出颗粒分布在7 nm到39 nm的纳米颗粒[5~6]。
（2） 超声沉淀法
超声能在溶剂中产生空化效应，产生的空化气泡在10～11 s的极短时间内塌陷，泡内产生5000 K左右的高温。该系列空化作用与传统搅拌技术相比更容易实现介观均匀混合，消除局部浓度不均，提高反应速度，刺激新相的形成[7]。而且对团聚还可以起到剪切作用，有利于微小颗粒的形成。超声波技术的应用对体系的性质没有特殊的要求，只要有传输能量的液体介质即可。Vijayakumar. R等用高强度超声波的辐射，从乙酸铁盐水溶液制得粒径为10 nm，具有超顺磁性的四氧化三铁颗粒[8]。
（3） 氧化-沉淀法
氧化沉淀法通常取一定的亚铁溶液置于反应器中，在碱性条件下充分搅拌，使亚铁离子充分沉淀为Fe(OH)2再将三分之二的Fe(OH)2氧化，形成纳米级的四氧化三铁颗粒。
（4） 醇盐水解法
利用醋酸钠在水中电离生成醋酸根的还原作用，在高压反应釜中180 C左右将Fe3+部分还原为Fe2+，Yonghui Deng等用FeCl3醋酸钠和乙二醇在高压反应釜中在200 C条件下加热8 h。最终制备了具有超顺磁性的四氧化三铁纳米颗粒[9]。
（5） 螯合物分解法
该法原理是金属离子与适当的配体形成常温稳定的络合物，在适宜的温度和pH值时络合物被破坏，金属离子重新释放出来与溶液中的OH-离子及外加沉淀剂、氧化剂作用生成不同价态不溶性的金属氧化物、氢氧化物、盐等沉淀物。该沉淀物进一步处理可得一定粒径甚至一定形态的纳米粒子[10]。
（6） 溶胶-凝胶法
该法也是制备金属氧化物纳米材料最常用的方法之一，通常是将Fe2+和Fe3+溶液按摩尔比1：2混合后，加入一定量有机酸，调节适当的pH值，缓慢蒸发形成凝胶，经热处理除去有机残余物，然后高温处理获得产物[11]。该法具有许多独特的优点：1 能实现分子水平上的均匀掺杂；2 化学反应容易进行，且仅需要较低的反应温度；3 短时间内能获得分子水平的均匀性；4 选择合适的反应条件就能合成不同的新型材料。溶胶-凝胶法的反应历程为：其前体首先转变成纳米粒子，形成胶体悬浮液或溶胶，再形成凝胶网络[12]。凝胶网络可以用不同的方法处理，以得到纳米颗粒、纤文、薄膜等不同形貌的产物[1