無氧條件下Fe(II)對鐵黃催化相轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、鐵的氧化物及羥基氧化物廣泛存在于自然環(huán)境中,它們幾乎遍布全球的各個角落,如大氣、各種水體、土壤、巖石層以及生物體內(nèi)等。Α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH,δ-FeOOH是四種最常見的鐵的羥基氧化物,它們還是自然界中鋼鐵腐蝕的主要產(chǎn)物,因各物種的化學穩(wěn)定性不同,一定條件下各物種之間可以相互轉(zhuǎn)化。
　　近年來,許多學者研究發(fā)現(xiàn)Fe(Ⅱ)離子或其它具有還原性質(zhì)的有機或無機配體對鐵氧化物及羥基氧化物的溶解過程具有催化作用。根據(jù)

2、催化劑的基本性質(zhì),我們推測Fe(Ⅱ)離子等對鐵氧化物及羥基氧化物的形成及轉(zhuǎn)化過程應(yīng)該同樣具有催化作用。在多年從事氧化鐵制備研究基礎(chǔ)上,通過實驗證實了Fe(Ⅱ)離子對鐵氧化物形成過程的催化作用并將其成功地應(yīng)用到氧化鐵的合成中,找到了一條合成鐵氧化物的新途徑。該途徑叫做催化相轉(zhuǎn)化。
　　本論文旨在對自然環(huán)境中鋼鐵腐蝕中鐵的羥基氧化物的轉(zhuǎn)化機理進行詳細地研究。由于在自然條件下各種鐵的羥基氧化物的存在環(huán)境與本文討論的過程具有很大的共性,通

3、過對羥基氧化物的形成及轉(zhuǎn)化機制研究,對自然環(huán)境下鋼鐵的腐蝕及鐵的循環(huán)過程產(chǎn)生一個新的認識。
　　本論文以在實驗室模擬自然環(huán)境中鋼鐵的腐蝕過程為基礎(chǔ),用自制的四種鐵黃作為反應(yīng)前驅(qū)物,在厭氧環(huán)境下,以微量Fe(Ⅱ)為催化劑,Fe(Ⅱ)存在下各物種的轉(zhuǎn)化機理為目的進行了研究。
　　本論文研究的主要內(nèi)容包括:
　　(1)四種不同鐵黃物種的制備
　　通過文獻調(diào)研及實驗室前期的研究,利用制備條件相對簡單的方法進行不同鐵黃物種

4、的制備。
　　(2)以不同鐵黃物種為前驅(qū)物,通過低溫近中性條件下不同溫度、不同pH值、有、無微量Fe(Ⅱ)存在時四種鐵黃陳化過程研究,用FT-IR、XRD和FESEM表征檢測其變化,結(jié)果表明:在低溫近中性溶液中,δ-FeOOH與γ-FeOOH在陳化時都會發(fā)生相變,相變程度與溫度、pH條件及外加Fe(Ⅱ)離子的影響較明顯,低溫陳化所得的最終產(chǎn)物為α-FeOOH。溫度越高,轉(zhuǎn)化速度越快;pH為中性時,Fe(Ⅱ)的加入使其轉(zhuǎn)化速度加快,