通常，鐵的氧化物及其羥基氧化物均歸屬于氧化鐵系列化合物，按價態，晶型結構的不同可以分為（α-﹑β-﹑γ-）Fe2O3 ﹑Fe3O4 ﹑FeO 和（α-﹑β-﹑γ-）FeOOH.按色澤又可以分為，紅﹑黃﹑橙﹑棕﹑黑。較具實用價值的有，α- Fe2O3﹑β- Fe2O3 ﹑α- FeOOH﹑Fe3O4等。

納米氧化鐵具有獨特的光學、磁學、熱學、催化等性質,廣泛應用于磁性材料、顏料、精細陶瓷以及塑料制品的制備和催化劑工業中,在聲學、電子學、光學、熱學,尤其是醫學和生物工程等方面也有廣泛的應用價值和前景。同時,它還是一種新型傳感器材料,不需要摻雜貴金屬就可用于檢測空氣中的可燃性氣體和有毒性氣體,具有氣敏性高和能耗低的特點。 

納米氧化鐵的主要應用領域

1、納米氧化鐵在磁性材料和磁記錄材料中的應用

作為磁記錄單位的磁性粒子的大小必須滿足以下要求: 顆粒的長度應小于記錄波長; 粒子的寬度應該遠小于記錄深度; 一個單位的記錄體積中, 應盡可能有更多的磁性粒子。納米Fe2O3具有良好磁性和很好的硬度。氧磁性材料主要包括軟磁氧化鐵( α-Fe2O3) 和磁記錄氧化鐵( γ- Fe2O3) 。磁性納米微粒由于尺寸小, 具有單磁疇結構、矯頑力很高的特性, 用它制作磁性記錄材料可以提高信噪比。目前, 所用的錄像磁帶一般使用的磁性超微粒為鐵或氧化鐵的針狀粒子( 如針狀γ- Fe2O3)。當然，磁性記錄材料的前景日益受到了半導體材料、碳納米管等新型材料的挑戰。目前使用半導體材料的固態硬盤技術已經十分成熟，但是不可否認的是，使用氧化鐵磁記錄材料的傳統硬盤依然是最具性價比的存儲設備。

2、納米氧化鐵在油漆、涂料中的應用

在顏料中, 納米氧化鐵又被稱為透明氧化鐵( 透鐵) 。所謂透明, 并非特指粒子本身的宏觀透明, 而是指將顏料粒子分散在有機相中制成一層漆膜( 或稱油膜) , 當光線照射到該漆膜上時, 如果基本不改變原來的方向而透過漆膜, 就稱該顏料粒子是透明的。透明氧化鐵顏料具有高彩度、高著色力和高透明度, 經特殊的表面處理后具有良好的研磨分散性。透明氧化鐵顏料可用于油化與醇酸、氨基醇酸、丙烯酸等漆料制成透明色漆, 有良好的裝飾性。此種透明漆既可單獨, 也可和其他有機彩色顏料的色漿相混, 如加入少量非浮性的鋁粉漿則可制成有閃爍感的金屬效應漆; 與不同顏色的底漆配套, 可用于汽車、自行車、儀器、儀表、木器等要求高的裝飾性場合。透鐵顏料強烈吸收紫外線的特性使其可作為塑料中紫外線屏蔽劑,而用于飲料、醫藥等包裝塑料中。納米Fe2O3 在靜電屏蔽涂料中也有廣闊的應用前景, 目前已研制成功具有良好靜電屏蔽的Fe3O2 納米涂料。這種具有半導體特性的納米粒子在室溫下具有比常規的氧化物高的導電性, 因而能起到靜電屏蔽作用。

3、納米氧化鐵在陶瓷材料中的應用

氧化鐵系統陶瓷首先以具有特殊磁性的間晶石型鐵氧體而得到廣泛的應用。目前用于氧化鐵單元系統陶瓷的超細粉體多采用共沉淀法制備, 此法制得的氧化鐵粉體平均粒徑一般為40 nm～60 nm, 比表面積為30 m2/g～60 m2/g, 用其制備的氣敏陶瓷具有良好的靈敏度。

4、納米氧化鐵在著色劑中的應用

隨著人們生活水平的提高, 人們越來越重視醫藥、化妝品、食品中使用的著色劑, 無毒著色劑成了人們關注的焦點。納米氧化鐵在嚴格控制砷和重金屬含量的情況下, 是良好的著色劑。納米氧化鐵可用于制造化妝品中的粉餅, 若與珠光顏料并用可使珠光顏料著色, 增添珠光粉的魅力。藥用明膠膠囊、果凍和某些飲料等也都使用了透明氧化鐵作為著色劑。

5、納米氧化鐵在光吸收材料中的應用

納米微粒的量子尺寸效應使其對某種波長的光吸收帶有藍移現象和對各種波長光的吸收帶存在寬化現象, 納米微粒的紫外吸收材料就是利用這兩個特性而制成的。通常, 納米微粒紫外吸收材料是將微粒分散到樹脂中制成膜, 這種膜對紫外光的吸收能力依賴于納米粒子的尺寸和樹脂中納米粒子的摻加量和組分。Fe2O3 納米微粒的聚固醇樹脂膜對600 nm以下的光有良好的吸收能力, 可用作半導體器件的紫外線過濾器。

6、納米氧化鐵在定向藥物中的應用

定向藥物是目前藥物技術研究的熱點之一。在外加磁場的作用下,通過載體—納米微粒的磁性導航, 使藥物移向病變部位, 達到定向治療的目的。這樣不但可以極大地提高藥物的效率, 而且能減少藥物在人體其他器官上的量, 從而有效避免藥物在對病灶作用的同時傷害人體其他器官。磁性氧化鐵生物納米顆粒易定向,對人體無副作用, 可作為藥物定向的有效載體 。10 nm～50 nm 的Fe3O4 的磁性粒子表面包覆甲基丙烯酸, 尺寸為200 nm, 這種亞微米級的粒子攜帶蛋白、抗體和藥物可以用于癌癥的診斷和治療。這種局部治療效果好,副作用少, 很可能成為癌癥的治療方向。

7、納米氧化鐵在催化劑中的應用

納米氧化鐵是一種很好的催化劑。將用納米α- Fe2O3 做成的空心小球, 浮在含有有機物的廢水表面上, 利用太陽光進行有機物的降解可加速廢水處理過程。美國、日本等對海上石油泄露造成的污染進行處理時采用的就是這種方法。納米α- Fe2O3 已直接用作高分子聚合物氧化、還原及合成的催化劑。納米α- Fe2O3 催化劑可使石油的裂解速度提高1～5 倍, 以其作為燃燒催化劑制成的固體推進劑的燃燒速度較普通推進劑的燃燒速度可提高1～10 倍, 這對制造高性能火箭及導彈十分有利。

8、納米氧化鐵其他應用

納米氧化鐵在其他方面也有應用, 如用大分子葡聚糖包埋的磁性氧化鐵可用于肝和脾的磁共振造影增強劑, 利用納米級氧化鐵與NT 組成混合炸藥來提高炸藥的爆熱等等。

小結：納米技術是一門神奇的粉體材料技術，具有近似于化腐朽為神奇的的魔力。我們日常生活很多常見的普通材料，在納米化后，往往都出現了許多意想不到的變化。普通的氧化鐵粉體為紅棕色粉末為一種低級顏料，工業上稱氧化鐵紅，用于油漆、油墨、橡膠等工業中。但是一旦實現納米化后，即在本文所述的多個高端應用領域實現了高大上的華麗變身。納米技術是當今粉體材料行業的熱點技術，目前依然還處于研究成果多，實用化、產業化項目少的狀況。今后，納米技術的產業化探索將成為務實的發展方向。

（粉體圈 作者：沐恩）