專(zhuān)利名稱(chēng)：尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱制備法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱法制備，屬于納米粉體制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
尖晶石型鐵氧體(MeFe2O4, M為金屬離子Co2+，Zn2+, Mn2+, Ni2+等)作為ー類(lèi)重要的功能材料，廣泛應(yīng)用于電子、通訊和化工行業(yè)。現(xiàn)在的器件都向 微型化發(fā)展，對(duì)尖晶石型鐵氧體性能的要求也越來(lái)越高，用傳統(tǒng)的陶瓷エ藝制備尖晶石型鐵氧體材料已不能滿(mǎn)足高性能材料的要求。傳統(tǒng)的陶瓷方法，需要很高的溫度和很長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，而且伴隨研磨，這樣不僅消耗大量的能源，而且容易導(dǎo)致雜質(zhì)的產(chǎn)生。新型尖晶石型鐵氧體粉體制備エ藝要求確保粉體的物理、化學(xué)性能，降低生產(chǎn)過(guò)程中的能量損耗，保護(hù)環(huán)境，盡可能采用低溫?zé)Y(jié)。化學(xué)法制備尖晶石型鐵氧體在近幾年引起了人們的廣泛注意，化學(xué)合成法制得的材料顆粒尺寸、形狀、組分可控，而且材料的性能可根據(jù)條件進(jìn)行改善，發(fā)展較快的制備納米尖晶石型鐵氧體的方法有溶膠-凝膠法、化學(xué)共沉淀法、前驅(qū)體熱解法、水熱法、自蔓延燃燒法、微乳法和模板法等。其中水熱合成法是材料在高溫高壓封閉體系的水溶液(或蒸汽等流體)中合成，再經(jīng)分離和后處理而得到所需材料的方法。與其它方法相比，水熱法不需要高溫?zé)Y(jié)，合成溫度較低，產(chǎn)物直接為晶態(tài)。當(dāng)在恒溫、恒壓下反應(yīng)時(shí)，容易生成結(jié)晶度高、粒度易控、形狀比較規(guī)則的完美晶體。它具有步驟簡(jiǎn)潔，制備的納米材料團(tuán)聚少，顆粒直徑小，材料的晶化程度高等優(yōu)點(diǎn)，因而此法已被廣泛應(yīng)用于納米鐵氧體材料的制備。水熱反應(yīng)的特點(diǎn)是影響因素較多，如溫度、壓力、時(shí)間、濃度、酸堿度、物料種類(lèi)、配比、填充度、填料順序以及反應(yīng)釜的性能等均對(duì)水熱合成反應(yīng)有影響。在微電子技術(shù)高速發(fā)展的今天，尖晶石型鐵氧體的制備，因存在エ藝過(guò)程復(fù)雜，條件難以控制，成本高，不能確保物理、化學(xué)性能要求等問(wèn)題，而面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。迄今為止，尚沒(méi)有ー種不使用強(qiáng)堿制備尖晶石型鐵氧體的水熱制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，而提供一種尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱法制備。它具有步驟簡(jiǎn)潔，制備的納米材料團(tuán)聚少，顆粒直徑小，材料的晶化程度高等優(yōu)點(diǎn)，便于獲得性能優(yōu)良的納米材料。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)根據(jù)所要制備的具體種類(lèi)的尖晶石型鐵氧體，選擇恰當(dāng)?shù)哪柋扰渲迫芤海缓笾鸬渭尤毪炒及凡⒉粩鄶嚢柚敝脸恋硗耆?，最后在不銹鋼反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，獲得尖晶石型鐵氧體納米粉體。尖晶石型鐵氧體水熱法制備方法，具體包括以下步驟
I、取 Zn (NO3) 2·6Η20，Co (NO3) 2·6Η20，NiCl2.6H20 中的ー種或兩種，另取 Fe (NO3) 3·9Η20，將兩者按恰當(dāng)?shù)哪柋壤耆苡谌ルx子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩(wěn)定的溶液。
2、在上述透明且穩(wěn)定的溶液中逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至沉淀完全，并將產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次以上。3、在上述清洗后的產(chǎn)物中加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中進(jìn)行190°C —200°C下水熱反應(yīng)6小時(shí)。4、將反應(yīng)后的產(chǎn)物用去離子水進(jìn)行離心清洗，即可獲得尖晶石型鐵氧體納米粉體。本發(fā)明采用水熱法制備尖晶石型鐵氧體納米粉體，選用こ醇胺和氨水作為礦化齊U，制備エ藝操作簡(jiǎn)單。制備出的樣品粒子呈球形，大小均勻，粒徑約20nm左右，分散性良好。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例3制備出的CoFe2O4樣品的X射線(xiàn)衍射 圖2為本發(fā)明實(shí)施例4制備出的CoFe2O4樣品的透射電鏡圖片。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例I
將Ζη(Ν03)2·6Η20，F(xiàn)e (NO3)3^H2O按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩(wěn)定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在190°C下水熱反應(yīng)6h，將產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米
^nFe2O, ο實(shí)施例2
將Ζη(Ν03)2·6Η20，F(xiàn)e (NO3)3 · 9Η20按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩(wěn)定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在200°C下水熱反應(yīng)6h，將產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米
^nFe2O, ο實(shí)施例3
將Co(N03)2*6H20，F(xiàn)e (NO3)3^H2O按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩(wěn)定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在190°C下水熱反應(yīng)6h，將產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米CoFe2O, ο實(shí)施例4
將Co(N03)2*6H20，F(xiàn)e (NO3)3^H2O按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅 色澄清透明且穩(wěn)定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在200°C下水熱反應(yīng)6h，將產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米CoFe2O, ο實(shí)施例5
將 NiCl2.6H20，Zn (NO3) 3*6H20, Fe (NO3) 3·9Η20 按摩爾比 O. 5:0. 5:2 的比例完全溶于去離子水中，然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在190°C下水熱反應(yīng)6h，將產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米(Nia5Zna5)Fe2CV實(shí)施例6
將 NiCl2.6H20，Zn (NO3) 3*6H20, Fe (NO3) 3·9Η20 按摩爾比 O. 5:0. 5:2 的比例完全溶于 去離子水中，然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在200°C下水熱反應(yīng)6h，將產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米(Nia5Zna5)Fe2CV實(shí)施例7
將NiCl2*6H20，F(xiàn)e (NO3) 3·9Η20按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩(wěn)定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在190°C下水熱反應(yīng)6h，將產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米ZnFe2CV實(shí)施例8
將NiCl2*6H20，F(xiàn)e (NO3)3 · 9H20按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩(wěn)定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在200°C下水熱反應(yīng)6h，將產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米ZnFe204。本發(fā)明所涉及的粉末X射線(xiàn)衍射儀器用的是D/max2550VL/PC型X射線(xiàn)衍射儀；表征形貌所用儀器是JEOL JEM-2100F高分辨透射電子顯微鏡。圖I為實(shí)施例3制備的CoFe2O4樣品的X射線(xiàn)衍射圖譜。圖譜中可以看到CoFe2O4樣品的衍射峰，并沒(méi)有檢測(cè)到第二相。圖2為實(shí)施例4制備的CoFe2O4樣品的透射電鏡圖片?？梢钥闯黾{米CoFe2O4粒子呈球形，大小均勻，粒徑10-40nm,分散性良好。用本發(fā)明的方法能夠很容易的制備出形狀呈球形，大小均勻，粒徑幾十納米，分散性良好的尖晶石型鐵氧體粉體。這對(duì)尖晶石型鐵氧體在電子、通訊及化工領(lǐng)域中應(yīng)用具有重大的意義。
權(quán)利要求
1.一種尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱制備法，其特征在于，包括以下步驟1)將Zn (NO3) 2·6Η20，Co (NO3) 2·6Η20，NiCl2.6H20 中的ー種或兩種和 Fe (NO3) 3·9Η20 按恰當(dāng)?shù)哪柋壤耆苡谌ルx子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩(wěn)定的溶液； 2)逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至沉淀完全,并將產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次； 3)加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)； 4)將反應(yīng)后的產(chǎn)物用去離子水進(jìn)行離心清洗，即可獲得尖晶石型鐵氧體納米粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱制備法，其特征在于，使用氨水和こ醇胺作為礦化劑，氨水和こ醇胺的加入順序?yàn)橄燃尤毪炒及分镣耆恋?，離心清洗后再加入氨水在反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱制備法，選用六水硝酸鋅[Zn(NO3)3 6H2O]、六水硝酸鈷[Co(NO3)2 6H2O]、六水氯化鎳[NiCl2 6H2O]、九水硝酸鐵[Fe(NO3)3 9H2O]為原料,氨水[NH3 H2O]、乙醇胺[C2H7NO]為礦化劑。本發(fā)明采用氨水和乙醇胺作為礦化劑，所制備的材料的粒子呈球形，大小均勻，粒徑約幾十納米，分散性良好。所采用的水熱制備方法操作簡(jiǎn)單、成本低廉，對(duì)尖晶石型鐵氧體作為一種性能優(yōu)良的重要工業(yè)軟磁材料和催化劑,廣泛應(yīng)用于電子、通訊和化工行業(yè)具有重要意義。
文檔編號(hào)C04B35/626GK102649639SQ20121014072
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者劉河洲, 劉紅艷, 楊濤, 郭益平, 金政元 申請(qǐng)人:上海顏鈦實(shí)業(yè)有限公司