PDF《FeO 的制备及其室温下稳定性研究》

4、 F e 2O

3 相的量在减 少, F e O 相的量相对增加.由此可见, 该流量下 的Ar气对 F e O 相有一定的保护作用. A r气流量为3

0 0m L / m i n时, 其产物相中除 F e O 相外, 还存在Fe3O

4 相和少量Fe相, 没有Fe2O

3 相, 表明此时的 A r气流量起到减少空气 渗入的作用.F e 3O

4 相是最有可能的杂质相[

1 0 ] . 在一定的 A r气稀释下, 草酸亚铁在升温分解过 程中, F e 3O

4 可由 F e O 经少量空气以及分解气体 C O

2 或H2O 的氧化作用形成, 但由于动力学方 面的原因, 形 成量并不多.存在 F e相的可能原 因如下: (

1 ) 高于570℃, F e O 相的分解可形成Fe相:

2 F e O( s ) =2 F e ( s ) +O2 Δ G0 =5

3 90

8 0-1

4 0.

5 6 T J /m o l [ 1] (

4 ) 以本实验条件下最高分解温度8

5 0 ℃为例, 采用 等温方程式进行分析, 即: Δ G=Δ G0 +R T l n pO2 p

0 ≤0 (

5 ) 式中: p

0 为标准压力, p

0 =1

0 0k P a . 当气氛中氧分压pO2 ≤1.

8 5*1 0-1

3 P a时, 该 反应才 可进行.一般高纯Ar气 中pO2 ≤ 0.

2 P a , 因此在实验条件下, 上述 F e O 的分解反应不 可能进行. (

2 ) 低于5

7 0 ℃下, F e相的来源有两个:

1 ) F e 3O 4→F e :

1 2 F e 3O4( s ) =

3 2 F e ( s ) +O2 Δ G0 =5

6 33

4 0-1

6 9.

3 4 T J /m o l [ 1] (

6 )

1 4 F e 3O4( s ) +C O=

3 4 F e ( s ) +C O2 Δ G0 =-9

8 3 2+8.

5 8 T J /m o l [ 1] (

7 )

7 3 武汉科技大学学报2013年第 期 与反应(

4 ) 的热力学分析方法相同,以分解温度

5 0

0 ℃为例, 只有当气氛中氧分压 pO2 ≤6. 0*

1 0-2

5 P a 时,反应(6)才可进行,或气氛中pC O2 / pC O ≤1.

6 5时, 反应( 7) 才可进行.但由于 与反应(

4 ) 相同的原因, 反应(

6 ) 实际不可能进行. 在升温和保温过程中, 草酸亚铁已分解完全, 降温 过程中几乎没有 C O、 C O 2.因此, 在实验条件下 反应(

7 ) 也不可能进行.

2 ) F e O 的歧化反应:

4 F e O( s ) =F e 3O4( s ) +F e ( s ) Δ G0 =-4

8 52 5+5 7.

5 6 T J /m o l [

1 ] (

8 ) 在分解温度低于5

7 0℃时, Δ G=Δ G0