專利名稱：一種固相法制備鐵酸鋅納米棒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過固相化學反應制備鐵酸鋅納米棒的方法。
技術(shù)背景
鐵酸鋅(ZnFe2O4)是一種以Fe(III)氧化物為主要成分的復合氧化物，具有AB2O4 的尖晶石結(jié)構(gòu)，屬于一種重要的尖晶石型鐵酸鹽。從本世紀30年代以來，人們便開始對之進行研究.目前隨著人們對它認識的深入，在這方面的研究不但在理論上取得了長足的進展，而且作為一種新興的功能材料，它在實際中的應用范圍也日趨廣泛。由于具有高脫硫精度、高硫容和高反應活性，鐵酸鋅已經(jīng)成為最具代表性的復合金屬氧化物脫硫劑，它的脫硫速度和再生速度均比氧化鋅快，且硫化后很容易用空氣、蒸汽進行再生，是公認的一種高效的高溫煤氣脫硫劑；90年代初人們發(fā)現(xiàn)氧缺位的該類化合物還具有將CO2還原為C的優(yōu)良催化性能.1996年，李新勇等研究發(fā)現(xiàn)氧缺位鐵酸鋅在治理大氣污染方面有良好的應用前景，可為大氣中C02、SO2, NO2等物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和利用提供一個有效的途徑，除此之外，作為一種良好的催化劑，它已實際應用于合成氨、F—T合成及乙苯、丁烯等的氧化脫氫反應；因為具有高電阻率、低磁矯頑力、低渦流損耗、高居里溫度等特點，所以鐵酸鋅也是一種性能優(yōu)良的軟磁性材料，可以用作磁頭材料、巨磁材料和微波磁性材料，目前已廣泛應用于互感器件、磁芯軸承、轉(zhuǎn)換開關(guān)以及磁記錄材料；在吸波材料領(lǐng)域，鐵酸鋅也是一種重要的吸波劑，可應用于隱身材料的研制；超細鐵酸鋅粒子還是一種性能優(yōu)良的透明無機顏料，具有耐熱、耐光和防銹等特點；此外人們發(fā)現(xiàn)它還具有良好的氣敏特性；近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)鐵酸鋅納米粒子有較強的抗菌效果，對葡萄球菌、枯草菌以及大腸菌等細菌的殺菌效果尤為明顯。此外，由于納米級粒子的尺寸較小，其晶粒的分界面處于既非長程有序、又非短程有序的高度無序狀態(tài)，這就使其產(chǎn)生了塊狀材料所不具有的表面效應、小尺寸效應、量子效應和宏觀量子隧道效應，表現(xiàn)在其具有和常規(guī)材料不同的光、熱、電、磁等物理性質(zhì)，因而引起了人們的極大關(guān)注。
物質(zhì)的性能和其形貌、結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，通過研究性能和形貌的關(guān)系，我們可以進一步從去探討各種反應機理，因此制備不同形貌的鐵酸鋅有著很重要的作用。其中一維納米材料因其各種特殊性質(zhì)而受到越來越多人的關(guān)注。
鐵酸鋅納米棒的制備和性能研究是當今納米技術(shù)研究領(lǐng)域的一大焦點。目前，制備鐵酸鋅納米棒的方法主要包括水熱或者溶劑熱條件下的熱分解法、結(jié)合煅燒的微乳液法或者共沉淀法、電紡技術(shù)等。固相化學合成法不使用溶劑，具有高選擇性、高產(chǎn)率、工藝過程簡單等優(yōu)點，已經(jīng)成為合成納米材料的一種重要方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鐵酸鋅納米棒的制備方法，在沒有使用任何表面活性劑的前提下，利用固相化學反應工藝通過煅燒過程溫度的控制來制備鐵酸鋅納米棒，為鐵酸鋅納米棒的合成提供了一種更簡單的制備方法。
本發(fā)明用固態(tài)醋酸鋅、氯化亞鐵和草酸作為反應物，在室溫下通過研磨合成前驅(qū)體，進而熱分解制得由納米顆粒堆積而成的一維納米棒。本發(fā)明沒有使用任何表面活性劑，運用固相合成工藝實現(xiàn)了鐵酸鋅納米棒的合成，操作簡單，成本低廉，環(huán)境友好，為鐵酸鋅納米棒的制備提供了一種新的思路。


圖1為所制備樣品的粉末衍射圖； 圖2為所制備鐵酸鋅納米棒的掃描電鏡圖； 圖3為所制備鐵酸鋅納米棒的透射電鏡圖。
具體實施方式
準確稱量0.01 mol醋酸鋅和0. 02 mol氯化亞鐵于不同研缽中，分別研細并混合均勻，隨后加入0. 03 mol研細的草酸，混合后快速研磨，隨著研磨的進行，混合物變?yōu)辄S色的粘稠狀，并伴隨有酸味產(chǎn)生，繼續(xù)研磨40分鐘確保反應的充分進行， 用蒸餾水洗滌、抽濾、自然晾干，得到所需前驅(qū)體。將前驅(qū)體置于馬弗爐中，以5°C/min的升溫速率升至600°C，在此溫度煅燒2小時，即可得到由鐵酸鋅納米顆粒沿一定方向堆積而成的一維納米棒。
權(quán)利要求
1. 一種鐵酸鋅納米棒的制備方法，其特征是在沒有表面活性劑存在的情況下，將固態(tài)的醋酸鋅、氯化亞鐵和草酸以1:2:3的摩爾比混合，直接研磨得到前驅(qū)體，將前驅(qū)體在 600°C煅燒2小時，得到一維的鐵酸鋅納米棒。
全文摘要
一種鐵酸鋅納米棒的制備方法，該方法將固態(tài)的醋酸鋅、氯化亞鐵和草酸混合研磨，得到前驅(qū)體，將前驅(qū)體在600℃煅燒2小時，制得一維的鐵酸鋅納米棒。
文檔編號C01G49/00GK102531067SQ20121007426
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者曹亞麗, 牛小娟, 賈殿贈 申請人:新疆大學