氧化铁黄：性质、制备与应用

氧化铁黄：性质、制备与应用

氧化铁黄是一种常见的无机颜料，主要成分为氧化铁，化学式为Fe2O3·H2O。它具有柠檬黄至褐色的外观，广泛应用于涂料、水泥制件、建筑表面、塑料、橡胶等领域的着色。本文将详细介绍氧化铁黄的理化性质、制备方法、用途及安全性信息。

理化性质

氧化铁黄呈柠檬黄至褐色的粉末状，相对密度在2.44～3.60之间。其熔点范围为350～400℃，不溶于水和醇，但可溶于酸。该物质的粉粒细腻，是氧化铁的水合物。由于生产方法和操作条件的差异，其水合程度不同，导致晶体结构和物理性质存在较大差别。氧化铁黄具有良好的着色力、遮盖力、耐光性、耐酸性、耐碱性和耐热性。在150℃以上时会分解出结晶水，温度达到400℃以上时大部分会转变为红色。吸入其粉尘可能引起尘肺，因此在使用时需要注意安全，空气中最高容许浓度为5mg/m³。

制备方法

氧化铁黄的制备方法主要有两种：

方法一：硫酸亚铁氧化法

1. 将74g铁屑加入1000ml 15%的硫酸中反应至铁屑消失，生成浓度约为200g/L的硫酸亚铁。
2. 向上述制得的硫酸亚铁溶液中加入足够的30%的氢氧化钠，不断搅拌使其中40%的铁转化为氢氧化亚铁[Fe(OH)2]，在30～35℃通空气，使Fe2+氧化为Fe3+形成晶核。
3. 再向其中加入90g/L的铁屑处理，使生成7g/L的晶核和40g/L的硫酸亚铁，继续加热至85℃，以600L/h的速度鼓空气氧化64h。
4. 最后过滤、洗涤、干燥、粉碎制得含水氧化铁黄。

方法二：芳香硝基物氧化法

1. 在反应釜中加入560份水、36.5份32%盐酸、160份铁粉和10份铝粉。
2. 用16～24h向反应釜中加入1460份含有253份5-硝基萘磺酸和8-硝基萘磺酸的水溶液，萘磺酸水溶液pH值为6，温度80～85℃。
3. 反应釜内温度在95～100℃，pH值为6～6.5，在此条件下反应2h，加入8份25%氨水，进一步反应4h。
4. 过滤，用560份水洗滤饼三次，将水洗后的滤饼与1000份水混合，在95～100℃加热，加入45份32%盐酸，搅拌2h，过滤。
5. 将滤饼水洗至无酸，干燥可得160份氧化铁黄颜料，同时得到氨基萘磺酸，收率96%。

化学性质

氧化铁黄为粉状黄色透明颜料，相对密度为3.5，化学性质稳定。其粒度为0.01～0.02μm，比表面积大（约为普通氧化铁的10倍），具有强烈吸收紫外线、耐光、耐大气等良好性能。制成的漆膜透明，性质优良。

用途

氧化铁黄广泛应用于多个领域：

1. 作为食用黄色素
2. 主要用作涂料、水泥制件、建筑表面、塑料、橡胶的着色剂
3. 用于建筑业人造大理石、水磨石的着色
4. 作为水彩、油彩、油漆、橡胶等的颜料
5. 用作氧化铁系颜料的中间体，如制氧化铁红、铁黑等

毒性与使用限量

氧化铁黄的ADI值为0～0.5mg/kg（FAO/WHO，2001）。德国禁止使用。在食品应用方面，限用于非直接食用食品，用量不限（FDA，§186.1330，§186.1374，2000）；肠衣（成品量的0.10%）及猫狗食品，0.25%（FDA，§73.200，2000）。