專利名稱：耐高溫超順磁二氧化錫包覆氧化鐵納米材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米材料制備，特別是涉及一種耐高溫超順磁二氧化錫包覆氧化鐵納
米材料的制備方法。
背景技術(shù)：
納米材料和納米結(jié)構(gòu)是當今新材料研究領(lǐng)域中最富有活力、對未來經(jīng)濟和社會發(fā) 展有著十分重要影響的研究對象，也是納米科技中最為活躍、最接近應(yīng)用的重要組成部分。
磁性氧化鐵和二氧化錫是金屬氧化物材料中非常重要的兩種，磁性氧化鐵包括四 氧化三鐵和Y _三氧化二鐵，磁性氧化鐵納米材料具有超順磁性質(zhì)，在磁流體，生物醫(yī)藥， 核磁共振成像，以及鋰離子二次電池中被廣泛的研究和應(yīng)用，二氧化錫具有，因而它們成為 人們研究的重點。傳統(tǒng)制備的四氧化三鐵和Y-三氧化二鐵納米粒子不具備良好的熱穩(wěn)定 性，在30(TC以上就會轉(zhuǎn)換成不具備磁性的三氧化二鐵。 而二氧化錫包覆的氧化鐵納米材料具有很好的熱穩(wěn)定性，可以穩(wěn)定到60(TC，不發(fā) 生形貌和化學成分的變化。目前還沒有研究報道耐高溫超順磁二氧化錫包覆氧化鐵納米材 料的制備方法。目前包覆二氧化錫的方法主要有水熱法，熱蒸發(fā)法等。但其制備過程都比 較復雜，不適合大量生產(chǎn)。熱分解法由于制備的產(chǎn)物成本低、設(shè)備簡單、可控性好等優(yōu)點被 認為是未來制備某些實用化納米材料最具有潛力的方法之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫超順磁二氧化錫包覆氧化鐵納米材料的制備 方法，此方法具有反應(yīng)條件簡單、反應(yīng)時間短、產(chǎn)量大、產(chǎn)物純度高和產(chǎn)物性能優(yōu)越等優(yōu)點。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案的步驟如下 (1)將四苯基烯和單分散的氧化鐵納米材料，按質(zhì)量配比為4 20 : l混合，加入 溶劑，制備出4. 3mmol/L 430mmol/L的四苯基烯溶液； (2)將步驟(1)中反應(yīng)溶液置入容器中加熱至260°C 31(TC，反應(yīng)2h 48h，所 得的產(chǎn)物經(jīng)離心、洗滌、干燥后得到固體粉末，即為耐高溫超順磁二氧化錫包覆氧化鐵納米 材料。 第(1)步驟中所述的溶劑為十八烯或三辛胺。 第(1)步驟中所述的氧化鐵納米材料大小為10 20nm的四氧化三鐵納米材料或 Y-三氧化二鐵納米材料。 第(2)步驟中所述的二氧化錫包覆氧化鐵納米材料為二氧化錫包覆四氧化三鐵 納米材料或者二氧化錫包覆Y-三氧化二鐵納米材料。


圖1是實施例1制備的二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料的透射電鏡照片。
圖2是實施例1制備的二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料的XRD表征。
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圖3是實施例1制備的二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料的經(jīng)過高溫熱處理的 XRD表征，處理溫度分別為500°C 4h，600。C 4h。 圖4是實施例1制備的二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料的經(jīng)過600°C 4h熱處 理的透射電鏡照片。 圖5是實施例1制備的二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料的磁性測試。
具體實施方式

實施例l: 按照制備過程進行。將10mg， 10 20nm的四氧化三鐵納米粒子，200mg四苯基錫 加入三口燒瓶，加入30ml十八烯，磁力攪拌5分鐘，得到混合溶液。將裝有反應(yīng)溶液的三口 燒瓶，置于溫度智能可控的加熱套內(nèi)持續(xù)加溫，反應(yīng)條件為30(TC，5h。反應(yīng)后溶液加入乙 醇，在10000r/min離心速率下離心15min，再將離心沉淀物加入乙醇，然后10000r/min離心 速率下離心15min，如此反復洗滌5次之后得到的固體常溫真空干燥成粉末。透射電鏡樣品 是把樣品溶于己烷溶液中，然后滴到碳膜銅網(wǎng)，自然干燥，圖l給出了實施例l得到的二氧 化錫包覆四氧化三鐵納米材料的透射電鏡照片，從圖中可以看到四氧化三鐵納米粒子被二 氧化錫所包覆，并具有良好的單分散性。圖2為按照實施例1得到的的二氧化錫包覆四氧 化三鐵納米材料XRD表征，從圖中可以看出納米材料由四氧化三鐵和二氧化錫所構(gòu)成。圖 3，實施例1中的二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料經(jīng)過500°C 4h， 600°C 4h熱處理后，仍 然保持了成分不變。圖4，實施例1中的二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料經(jīng)過60(TC 4h 處理的透射電鏡照片，說明熱處理后仍然保持了二氧化錫包覆四氧化三鐵納米結(jié)構(gòu)，說明 其能耐60(TC高溫。圖5為按照實施例1得到的二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料的磁性 測試，從圖中我們可以看到它具有超順磁特性，并具有很高的磁飽和強度18emu/g。
實施例2: 按照制備過程進行。將30mg， 10 20nm的四氧化三鐵納米粒子，200mg四苯基錫 加入三口燒瓶，加入30ml十八烯，磁力攪拌5分鐘，得到混合溶液。將裝有反應(yīng)溶液的三口 燒瓶，置于溫度智能可控的加熱套內(nèi)持續(xù)加溫，反應(yīng)條件為30(TC，5h。反應(yīng)后溶液加入乙 醇，在10000r/min離心速率下離心15min，再將離心沉淀物加入乙醇，然后10000r/min離心 速率下離心15min，如此反復洗滌5次之后得到的固體常溫真空干燥成粉末。得到的粉末為 二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料，形貌和實施例1差不多，經(jīng)過測試能耐60(TC高溫，具 有良好的單分散性和超順磁性。
實施例3: 按照制備過程進行。將50mg， 10 20nm的四氧化三鐵納米粒子，200mg四苯基錫 加入三口燒瓶，加入30ml十八烯，磁力攪拌5分鐘，得到混合溶液。將裝有反應(yīng)溶液的三口 燒瓶，置于溫度智能可控的加熱套內(nèi)持續(xù)加溫，反應(yīng)條件為30(TC，5h。反應(yīng)后溶液加入乙 醇，在10000r/min離心速率下離心15min，再將離心沉淀物加入乙醇，然后10000r/min離心 速率下離心15min，如此反復洗滌5次之后得到的固體常溫真空干燥成粉末。得到的粉末為 二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料，形貌和實施例1差不多，經(jīng)過測試能耐60(TC高溫，具 有良好的單分散性和超順磁性。
實施例4 :
按照制備過程進行。將10mg， 10 20nm的Y -三氧化二鐵納米粒子，200mg四苯 基錫加入三口燒瓶，加入30ml十八烯，磁力攪拌5分鐘，得到混合溶液。將裝有反應(yīng)溶液的 三口燒瓶，置于溫度智能可控的加熱套內(nèi)持續(xù)加溫，反應(yīng)條件為30(TC，5h。反應(yīng)后溶液加 入乙醇，在10000r/min離心速率下離心15min，再將離心沉淀物加入乙醇，然后lOOOOr/min 離心速率下離心15min，如此反復洗滌5次之后得到的固體常溫真空干燥成粉末。得到的粉 末為二氧化錫包覆Y _三氧化二鐵納米材料，形貌和實施例1差不多，經(jīng)過測試能耐600°C 高溫，具有良好的單分散性和超順磁性。
實施例5 : 按照制備過程進行。將10mg， 10 20nm的四氧化三鐵納米粒子，200mg四苯基錫 加入三口燒瓶，加入30ml三辛胺，磁力攪拌5分鐘，得到混合溶液。將裝有反應(yīng)溶液的三口 燒瓶，置于溫度智能可控的加熱套內(nèi)持續(xù)加溫，反應(yīng)條件為30(TC，5h。反應(yīng)后溶液加入乙 醇，在10000r/min離心速率下離心15min，再將離心沉淀物加入乙醇，然后10000r/min離心 速率下離心15min，如此反復洗滌5次之后得到的固體常溫真空干燥成粉末。得到的粉末 為二氧化錫包覆Y-三氧化二鐵納米材料，形貌和實施例1差不多，經(jīng)過測試能耐60(TC高 溫，具有良好的單分散性和超順磁性。
實施例6 : 按照制備過程進行。將10mg， 10 20nm的四氧化三鐵納米粒子，200mg四苯基錫 加入三口燒瓶，加入30ml十八烯，磁力攪拌5分鐘，得到混合溶液。將裝有反應(yīng)溶液的三口 燒瓶，置于溫度智能可控的加熱套內(nèi)持續(xù)加溫，反應(yīng)條件為26(TC，5h。反應(yīng)后溶液加入乙 醇，在10000r/min離心速率下離心15min，再將離心沉淀物加入乙醇，然后10000r/min離心 速率下離心l 5min，如此反復洗滌5次之后得到的固體常溫真空干燥成粉末。得到的粉末 為二氧化錫包覆Y-三氧化二鐵納米材料，形貌和實施例1差不多，經(jīng)過測試能耐60(TC高 溫，具有良好的單分散性和超順磁性。
實施例7 : 按照制備過程進行。將10mg， 10 20nm的四氧化三鐵納米粒子，200mg四苯基錫 加入三口燒瓶，加入30ml十八烯，磁力攪拌5分鐘，得到混合溶液。將裝有反應(yīng)溶液的三口 燒瓶，置于溫度智能可控的加熱套內(nèi)持續(xù)加溫，反應(yīng)條件為31(TC，5h。反應(yīng)后溶液加入乙 醇，在10000r/min離心速率下離心15min，再將離心沉淀物加入乙醇，然后10000r/min離心 速率下離心15min，如此反復洗滌5次之后得到的固體常溫真空干燥成粉末。得到的粉末 為二氧化錫包覆Y-三氧化二鐵納米材料，形貌和實施例1差不多，經(jīng)過測試能耐60(TC高 溫，具有良好的單分散性和超順磁性。
實施例8: 按照制備過程進行。將10mg， 10 20nm的四氧化三鐵納米粒子，200mg四苯基錫 加入三口燒瓶，加入10ml十八烯，磁力攪拌5分鐘，得到混合溶液。將裝有反應(yīng)溶液的三口 燒瓶，置于溫度智能可控的加熱套內(nèi)持續(xù)加溫，反應(yīng)條件為30(TC，5h。反應(yīng)后溶液加入乙 醇，在10000r/min離心速率下離心15min，再將離心沉淀物加入乙醇，然后10000r/min離心 速率下離心15min，如此反復洗滌5次之后得到的固體常溫真空干燥成粉末。得到的粉末為 二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料，形貌和實施例1差不多，經(jīng)過測試能耐60(TC高溫，具 有良好的單分散性和超順磁性。
實施例9 : 按照制備過程進行。將10mg， 10 20nm的四氧化三鐵納米粒子，200mg四苯基錫 加入三口燒瓶，加入100ml十八烯，磁力攪拌5分鐘，得到混合溶液。將裝有反應(yīng)溶液的三 口燒瓶，置于溫度智能可控的加熱套內(nèi)持續(xù)加溫，反應(yīng)條件為30(TC，5h。反應(yīng)后溶液加入 乙醇，在10000r/min離心速率下離心15min，再將離心沉淀物加入乙醇，然后10000r/min離 心速率下離心15min，如此反復洗滌5次之后得到的固體常溫真空干燥成粉末。得到的粉末 為二氧化錫包覆四氧化三鐵納米材料，形貌和實施例1差不多，經(jīng)過測試能耐60(TC高溫， 具有良好的單分散性和超順磁性。
實施例10 : 按照制備過程進行。將10mg， 10 20nm的四氧化三鐵納米粒子，200mg四苯基錫 加入三口燒瓶，加入30ml十八烯，磁力攪拌5分鐘，得到混合溶液。將裝有反應(yīng)溶液的三口 燒瓶，置于溫度智能可控的加熱套內(nèi)持續(xù)加溫，反應(yīng)條件為30(TC，2h。反應(yīng)后溶液加入乙 醇，在10000r/min離心速率下離心15min，再將離心沉淀物加入乙醇，然后10000r/min離心 速率下離心15min，如此反復洗滌5次之后得到的固體常溫真空干燥成粉末。得到的粉末 為二氧化錫包覆Y-三氧化二鐵納米材料，形貌和實施例1差不多，經(jīng)過測試能耐60(TC高 溫，具有良好的單分散性和超順磁性。
實施例11 : 按照制備過程進行。將10mg， 10 20nm的四氧化三鐵納米粒子，200mg四苯基錫 加入三口燒瓶，加入30ml十八烯，磁力攪拌5分鐘，得到混合溶液。將裝有反應(yīng)溶液的三口 燒瓶，置于溫度智能可控的加熱套內(nèi)持續(xù)加溫，反應(yīng)條件為31(TC，48h。反應(yīng)后溶液加入乙 醇，在10000r/min離心速率下離心15min，再將離心沉淀物加入乙醇，然后10000r/min離心 速率下離心15min，如此反復洗滌5次之后得到的固體常溫真空干燥成粉末。得到的粉末 為二氧化錫包覆Y _三氧化二鐵納米材料，形貌和實施例1差不多，經(jīng)過測試能耐60(TC高 溫，具有良好的單分散性和超順磁性。
權(quán)利要求
一種耐高溫超順磁二氧化錫包覆氧化鐵納米材料的制備方法，其特征在于該方法的步驟如下(1)將四苯基烯和單分散的氧化鐵納米材料，按質(zhì)量配比為4～20∶1混合，加入溶劑，制備出4.3mmol/L～430mmol/L的四苯基烯溶液；(2)將步驟(1)中反應(yīng)溶液置入容器中加熱至260℃～310℃，反應(yīng)2h～48h，所得的產(chǎn)物經(jīng)離心、洗滌、干燥后得到固體粉末，即為耐高溫超順磁二氧化錫包覆氧化鐵納米材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫超順磁二氧化錫包覆氧化鐵納米材料的制備方 法，其特征在于第(1)步驟所述的溶劑為十八烯或三辛胺。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫超順磁二氧化錫包覆氧化鐵納米材料的制備方 法，其特征在于第(1)步驟所述的氧化鐵納米材料大小為10 20nm的四氧化三鐵納米材 料或Y-三氧化二鐵納米材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫超順磁二氧化錫包覆氧化鐵納米材料的制備方 法，其特征在于第(2)步驟所述的二氧化錫包覆氧化鐵納米材料為二氧化錫包覆四氧化 三鐵納米材料或者二氧化錫包覆Y _三氧化二鐵納米材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐高溫超順磁二氧化錫包覆氧化鐵納米材料的制備方法。將四苯基烯和單分散的氧化鐵納米材料，按質(zhì)量配比為4～20∶1混合，加入溶劑，制備出4.3mmol/L～430mmol/L的四苯基烯溶液。反應(yīng)溶液置入容器中加熱至260℃～310℃，反應(yīng)2h～48h，所得的產(chǎn)物經(jīng)離心、洗滌、干燥后得到固體粉末。本發(fā)明可以降低反應(yīng)成本，提高二氧化錫包覆氧化鐵納米材料的生產(chǎn)效率，制備的納米復合材料具有超順磁性，高的熱穩(wěn)定性，具有很好的可重復性。
文檔編號B82B3/00GK101707134SQ20091015372
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者亓鍵, 王岑, 葛明圓, 蔣建中, 許曉斌 申請人:浙江大學