CN100487831C - 溶液层共沉淀法制备磁性纳米颗粒的方法 - Google Patents
溶液层共沉淀法制备磁性纳米颗粒的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100487831C CN100487831C CNB2006101139746A CN200610113974A CN100487831C CN 100487831 C CN100487831 C CN 100487831C CN B2006101139746 A CNB2006101139746 A CN B2006101139746A CN 200610113974 A CN200610113974 A CN 200610113974A CN 100487831 C CN100487831 C CN 100487831C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- particle
- stainless steel
- steel band
- reactant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
本发明属于粉体制备领域,特别涉及一种采用溶液层共沉淀法制备球形磁性纳米颗粒Fe3O4的方法。本发明以铁盐和亚铁盐的混合醇溶液在密闭容器中的不锈钢带上形成溶液层,氨气作为沉淀剂与溶液层中的反应物反应生成Fe3O4颗粒呈球形。由于反应中减少了水分子的存在,从而有效地避免了颗粒的团聚。溶液层的厚度可通过涂覆溶液时进行调节,通过控制反应物醇溶液浓度以及溶液层的厚度可以调控Fe3O4颗粒粒径,范围在几纳米到几十纳米,且具有很好的分散性。
Description
技术领域
本发明属于粉体制备领域,特别涉及一种采用溶液层共沉淀法制备球形磁性纳米颗粒Fe3O4的方法。
技术背景
磁性纳米颗粒,尤其是具有超顺磁性的纳米Fe3O4颗粒,近年来一直倍受人们的关注。磁性纳米Fe3O4兼具磁性材料和纳米材料的特点,广泛应用于信息、生物、医学、润滑以及磁流体等许多领域。
研究认为纳米颗粒的团聚最主要的原因之一是反应过程中水的存在,颗粒与水分子之间形成氢键。纳米磁性颗粒由于磁效应,团聚作用更强。目前Fe3O4的制备方法主要有物理方法、化学方法和生物源法。物理方法主要有研磨法、喷射高温分解法和激光高温分解法等。研磨法需要的时间长;高温分解法具有快速、连续化制备的特点,但需要特殊复杂的设备。化学方法简单易行,使用最多,主要有共沉淀法、微乳液法、高温热分解有机前驱体法、电化学法和超声化学法等。共沉淀法制备磁性Fe3O4简单方便,不需要复杂的仪器设备,是目前研究最多的一种方法。共沉淀法是将铁盐和亚铁盐按一定比例配成溶液,选用适当的碱性沉淀剂如Na0H,NH3.H2O等进行共沉淀,通过控制工艺条件得到性能优良的磁性Fe3O4颗粒。虽然共沉淀法具有以上优点,但是其工艺条件比较难控制,得到的Fe3O4颗粒的粒径以及分散性仍存在缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种溶液层共沉淀法制备球形,且粒径小、分布均匀的磁性纳米Fe3O颗粒的方法。采用无水乙醇为溶剂将铁盐和亚铁盐配成一定比例的溶液,氨气作为反应的沉淀剂,从而有效的减少了体系中水的存在。采用溶液层共沉淀法能够有效降低颗粒粒径,避免生成的Fe3O4颗粒进一步团聚。
本发明的目的是通过溶液层共沉淀法实现的,溶液层共沉淀法制备磁性纳米颗粒的方法包括以下步骤:
(1)氮气保护下,配制质量百分比浓度为1%~15%的氯化铁的醇溶液及质量百分比浓度为0.5%~6%的氯化亚铁的醇溶液;将氯化铁的醇溶液与氯化亚铁的醇溶液混合,保证混合液中Fe3+与Fe2+的摩尔比为2:1;所述的醇为无水乙醇;
(2)向密闭容器中通入氮气,排除密闭容器中的氧气;将步骤(1)的反应物混合液置于密闭容器中,控制体系温度为25~75℃;然后将步骤(1)的反应物混合液涂覆在一转动的光滑的不锈钢带上,使反应物混合液在不锈钢带上铺展形成溶液层,不锈钢带上铺展形成溶液层的厚度为10-7~10-4mm;溶液层的厚度可通过涂覆控制;
(3)向步骤(2)中的密闭容器中通氨气,氨气与转动的不锈钢带上的溶液层中的反应物反应生成黑色的Fe3O4颗粒;
(4)将步骤(3)转动的不锈钢带上得到的Fe3O4颗粒收集在一槽中,用无水乙醇溶液洗脱Fe3O4颗粒;Fe3O4颗粒经无水乙醇洗涤,真空干燥至恒重,颗粒呈球形,粒径范围为3~20nm。
实施本发明方法的装置可为如图1所示的装置,包括氨气瓶1,氮气瓶2,氨气入口3,氮气入口4,样品溶液槽5,上方滑轮6,氮气排放口7,密闭容器8,不锈钢薄带9,隔离板10,下方滑轮11,样品收集槽12,氨气排放口13;
在一密闭容器8里由隔离板10分为上下两容器,在下容器里有一样品收集槽12,在样品收集槽里安装有一下方滑轮11,在下方滑轮上方的上容器里安装有一上方滑轮6,上方滑轮6与下方滑轮11用一不锈钢薄带9连接,且不锈钢带由滑轮带动旋转;一样品溶液槽5固定在上方滑轮6上;
在密闭容器8的下部一侧壁上开有氨气排放口13,上部开有氮气排放口7;在另一上部侧壁上开有氨气入口3及氮气入口4,氨气入口通过管路与氨气源(氨气瓶1)相通,氮气入口通过管路与氮气源(氮气瓶2)相通。
本发明以铁盐和亚铁盐的混合醇溶液在密闭容器中的不锈钢带上形成溶液层,氨气作为沉淀剂与溶液层中的反应物反应生成Fe3O4,得到的Fe3O4颗粒呈球形。由于反应中减少了水分子的存在,从而有效地避免了颗粒的团聚。溶液层的厚度可通过涂覆溶液时进行调节(如实施例1溶液槽出口与不锈钢带间的距离控制),通过控制反应物醇溶液浓度以及溶液层的厚度可以调控Fe3O4颗粒粒径,范围在几纳米到几十纳米,且具有很好的分散性。
附图说明
图1.本发明实施例1的溶液层共沉淀法制备磁性纳米颗粒的方法所用装置示意图。
图2.本发明对比例中Fe3O4颗粒的TEM照片。
图3.本发明实施例1中Fe3O4颗粒的TEM照片。
附图标记
1.氨气瓶 2.氮气瓶 3.氨气入口
4.氮气入口 5.样品溶液槽 6.上方滑轮
7.氮气排放口 8.密闭容器 9.不锈钢薄带
10.隔离板 11.下方滑轮 12.样品收集槽
13.氨气排放口
具体实施方式
对比例.共沉淀法制备磁性Fe3O4颗粒
在800ml去离子水的2L搅拌式反应器中加入40.0gFeCl3.6H2O和14.7gFeCl2.4H2O,在氮气保护下升温至80℃,倾入约80ml,质量浓度为25%的浓氨水,恒温30min后冷却至室温。产物经磁铁分离后,经去离子水反复洗涤,真空干燥12小时,得到平均粒径为5~20的黑色粉末状颗粒。
实施例1.
采用如图1所示的装置。包括氨气瓶1,氮气瓶2,氨气入口3,氮气入口4,样品溶液槽5,上方滑轮6,氮气排放口7,密闭容器8,不锈钢薄带9,隔离板10,下方滑轮11,样品收集槽12,氨气排放口13;
在一密闭容器8里由隔离板10分为上下两容器,在下容器里有一样品收集槽12,在样品收集槽里安装有一下方滑轮11,在下方滑轮上方的上容器里安装有一上方滑轮6,上方滑轮6与下方滑轮11用一不锈钢薄带9连接,且不锈钢带由滑轮带动旋转;一样品溶液槽5固定在上方滑轮6上;
在密闭容器8的下部一侧壁上开有氨气排放口13,上部开有氮气排放口7;在另一上部侧壁上开有氨气入口3及氮气入口4,氨气入口通过管路与氨气瓶1相通,氮气入口通过管路与氮气瓶2相通。
(1)氮气保护下,在200ml无水乙醇中加入10.0gFeCl3.6H2O和3.7gFeCl2.4H2O配制反应物醇溶液,保证Fe3+与Fe2+的摩尔比为2:1。
(2)向密闭容器8中通入由氮气瓶2提供的氮气,排除密闭容器中的氧气;将步骤(1)的反应物混合液置于密闭容器中的固定在上方滑轮6上的溶液槽5中,控制体系温度为45℃;光滑的不锈钢带9由滑轮带动旋转,打开溶液槽开关,反应物溶液在不锈钢带上铺展形成溶液层。不锈钢带上铺展形成溶液层由溶液槽出口与不锈钢带间的距离控制厚度为10-7~10-4mm;
(3)向步骤(2)中的密闭容器中通氨气(由氨气瓶1提供),氨气与转动的不锈钢带上的溶液层中的反应物反应生成黑色的Fe3O4颗粒;
(4)将步骤(3)转动的不锈钢带上得到的Fe3O4颗粒,由不锈钢带带到样品收集槽12中,用无水乙醇溶液洗脱Fe3O4颗粒;Fe3O4颗粒经无水乙醇洗涤,真空干燥至恒重,颗粒呈球形,粒径范围为3~20nm。
Claims (3)
1.一种溶液层共沉淀法制备磁性纳米颗粒的方法,其特征是,该方法包括以下步骤:
(1)氮气保护下,用无水乙醇配制氯化铁的醇溶液及氯化亚铁的醇溶液;将氯化铁的醇溶液与氯化亚铁的醇溶液混合,得到反应物混合液中Fe3+与Fe2+的摩尔比为2:1;
(2)向密闭容器中通入氮气,排除密闭容器中的氧气;将步骤(1)的反应物混合液置于密闭容器中,控制体系温度为25~75℃;然后将步骤(1)的反应物混合液涂覆在一转动的光滑的不锈钢带上,使反应物混合液在不锈钢带上铺展形成厚度为10-7~10-4mm的溶液层;
(3)向步骤(2)中的密闭容器中通氨气,氨气与转动的不锈钢带上的溶液层中的反应物反应生成黑色的Fe3O4颗粒;
(4)将步骤(3)转动的不锈钢带上得到的Fe3O4颗粒收集在一槽中,用无水乙醇溶液洗脱Fe3O4颗粒;Fe3O4颗粒经无水乙醇洗涤,真空干燥至恒重。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征是:步骤(1)所述的氯化铁的醇溶液的质量百分比浓度为1%~15%,氯化亚铁的醇溶液的质量百分比浓度为0.5%~6%。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征是:所述的得到的Fe3O4颗粒呈球形,粒径范围为3~20nm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2006101139746A CN100487831C (zh) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | 溶液层共沉淀法制备磁性纳米颗粒的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2006101139746A CN100487831C (zh) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | 溶液层共沉淀法制备磁性纳米颗粒的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101169998A CN101169998A (zh) | 2008-04-30 |
CN100487831C true CN100487831C (zh) | 2009-05-13 |
Family
ID=39390579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2006101139746A Expired - Fee Related CN100487831C (zh) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | 溶液层共沉淀法制备磁性纳米颗粒的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100487831C (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101830691B (zh) * | 2009-03-13 | 2013-03-06 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种纳米铁氧体软磁材料的合成方法 |
CN101935069A (zh) * | 2010-09-10 | 2011-01-05 | 西北师范大学 | 氨气扩散超声制备Fe3O4纳米粒子的方法 |
CN102211930A (zh) * | 2011-05-12 | 2011-10-12 | 上海电力学院 | 一种高饱和磁化强度纳米晶MnZn铁氧体制备方法 |
CN102850599B (zh) * | 2012-09-18 | 2014-10-15 | 厦门大学 | 磁性壳聚糖/纳米Fe3O4复合材料及其制备方法和用途 |
CN103086706B (zh) * | 2013-01-16 | 2014-07-02 | 陕西科技大学 | Zr-Mn-Co多元掺杂钡铁氧体吸波材料的制备方法 |
CN103112903B (zh) * | 2013-02-01 | 2015-01-07 | 西北师范大学 | 表面由Fe3O4纳米花修饰的疏水材料的制备方法 |
CN104876281A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-09-02 | 郭秋丰 | 亚铁氧化氨法制备氧化铁黑的生产方法 |
CN110156090B (zh) * | 2019-06-28 | 2021-08-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于制备Fe3O4磁性纳米颗粒的流体合成制备装置及其控制方法 |
CN111592047B (zh) * | 2020-05-27 | 2022-03-11 | 东南大学 | 一种用于氧化铁纳米颗粒连续制备的流体方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1421392A (zh) * | 2002-12-24 | 2003-06-04 | 华中科技大学 | 一种制备纳米Fe3O4颗粒的方法 |
CN1474417A (zh) * | 2003-08-13 | 2004-02-11 | 武汉理工大学 | 一种高比饱和磁化强度Fe3O4微粒及其制备方法 |
JP2004182526A (ja) * | 2002-12-03 | 2004-07-02 | Nok Corp | マグネタイト微粒子の製造法 |
CN1803634A (zh) * | 2006-01-23 | 2006-07-19 | 浙江大学宁波理工学院 | 一种纳米多孔磁性复合四氧化三铁材料的制备方法 |
-
2006
- 2006-10-23 CN CNB2006101139746A patent/CN100487831C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004182526A (ja) * | 2002-12-03 | 2004-07-02 | Nok Corp | マグネタイト微粒子の製造法 |
CN1421392A (zh) * | 2002-12-24 | 2003-06-04 | 华中科技大学 | 一种制备纳米Fe3O4颗粒的方法 |
CN1474417A (zh) * | 2003-08-13 | 2004-02-11 | 武汉理工大学 | 一种高比饱和磁化强度Fe3O4微粒及其制备方法 |
CN1803634A (zh) * | 2006-01-23 | 2006-07-19 | 浙江大学宁波理工学院 | 一种纳米多孔磁性复合四氧化三铁材料的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101169998A (zh) | 2008-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100487831C (zh) | 溶液层共沉淀法制备磁性纳米颗粒的方法 | |
Zhang et al. | High and stable catalytic activity of Ag/Fe2O3 catalysts derived from MOFs for CO oxidation | |
Shi et al. | Onion-ring-like g-C3N4 modified with Bi3TaO7 quantum dots: A novel 0D/3D S-scheme heterojunction for enhanced photocatalytic hydrogen production under visible light irradiation | |
Guo et al. | Novel Ni–Co–B hollow nanospheres promote hydrogen generation from the hydrolysis of sodium borohydride | |
Su et al. | Facile synthesis of morphology and size-controlled α-Fe2O3 and Fe3O4 nano-and microstructures by hydrothermal/solvothermal process: the roles of reaction medium and urea dose | |
CN102515276B (zh) | 一种基于牛血清蛋白为模板制备二氧化锰纳米粒子的方法 | |
Fu et al. | Oxygen-vacancy generation in MgFe2O4 by high temperature calcination and its improved photocatalytic activity for CO2 reduction | |
Zhang et al. | Hierarchically alloyed Pd–Cu microarchitecture with tunable shapes: Morphological engineering, and catalysis for hydrogen evolution reaction of ammonia borane | |
CN109019659A (zh) | 一种手性氧化铜纳米粒子的合成方法 | |
US20210261418A1 (en) | Method for synthesizing high-purity carbon nanocoils based on composite catalyst formed by multiple small-sized catalyst particles | |
Rasheed et al. | Highly efficient photocatalytic degradation of the Tetracycline hydrochloride on the α-Fe2O3@ CN composite under the visible light | |
CN111036249A (zh) | 一种FexP/Mn0.3Cd0.7S复合光催化剂及其制备方法与应用 | |
CN110976901A (zh) | 一种纳米铜粉的制备方法 | |
CN111013524A (zh) | 一种铁的氧化物磁性纳米材料的合成装置及合成方法 | |
CN103145106B (zh) | 一种氮化铁纳米粉体的制备方法及其高压气固反应床 | |
Li et al. | One-step hydrothermal synthesis of CuO hollow spheres with high photocatalytic activity | |
Zhang et al. | Efficient charge separation of photo-Fenton catalyst: Core-shell CdS/Fe3O4@ N-doped C for enhanced photodegradation performance | |
Hao et al. | Microwave hydrothermal-reduction synthesis of zanthoxylum trunk-like Co/CoAl2O4/sepiolite nanocomposite | |
CN103789834B (zh) | 微米/纳米级镓酸锌晶体、其制备方法及其用途 | |
Yang et al. | Crystal-facet-controllable synthesis of Cu2O micron crystals by one-step, surfactant-and capping agent-free method and the formation mechanism | |
CN103349993B (zh) | 一种合成可磁分离的氮化铁基磁性纳米光催化剂的方法 | |
CN114917932B (zh) | 一种用于co2光还原合成co和h2的催化剂、制备方法及应用 | |
CN102976418A (zh) | 一种羧基化铁酸钴磁性纳米粒子的制备方法 | |
CN110316806A (zh) | 一种用于水中硝酸盐氮去除的纳米复合材料nZVFPG及其制备方法和应用 | |
Ji et al. | Cu nanocrystal enhancement of C 3 N 4/Cu hetero-structures and new applications in photo-electronic catalysis: hydrazine oxidation and redox reactions of organic molecules |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090513 Termination date: 20181023 |