CN102389980A

CN102389980A - 包裹碳层的具有蝶翅微观结构的纳米级铁及其制备方法

Info

Publication number: CN102389980A
Application number: CN2011103841700A
Authority: CN
Inventors: 张旺; 何昭文; 张荻; 陈伟信
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2031-11-28
Also published as: CN102389980B

Abstract

本发明公开了一种具有蝶翅（蝴蝶翅膀）微观分级结构的纳米级铁，所述的纳米级铁包裹有碳层，且具有蝶翅微观分级结构，粒径在10~80nm；同时公开了上述纳米级铁的制备方法，包括蝶翅的前处理、浸渍前驱体溶液和浸渍后蝶翅的烧结。本发明的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁具有耐氧化、磁学性能优良和化学稳定性强的优点，利用其良好的磁学性能可以制备高密度磁记录材料、磁屏蔽材料、磁性药物载体、光磁耦合传感器等产品，还可以利用它表面积大、稳定性好的特点制备性能良好的催化剂；所公开的包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法具有节能、廉价、安全、简单、稳定和耗时短等优点。

Description

包裹碳层的具有蝶翅微观结构的纳米级铁及其制备方法

技术领域

本发明涉及纳米级铁以及其制备方法，特别涉及一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁及其制备方法。

背景技术

处于纳米级的铁颗粒因其磁学性能得到了大幅度的提高，同时具有极大的比表面积而得到了广泛的关注。由于大的比表面积极大地提高了它的催化性能，同时高的饱和磁化强度、低的矫顽力使其在高密度磁记录材料、磁屏蔽材料、磁性药物载体、光磁耦合传感器等产品中得到了广泛的应用。

现在比较成熟的制备方法有化学气相沉积（CVD）、离子溅射、高能球磨、电镀沉积和等离子电弧等方法。但上述方法都存在着一些缺陷，如高能耗、低产出、制备得到的产品形貌差、颗粒粒度不均一等，这些缺点都在一定程度上限制了这些制备方法的推广和应用。同时，由于制备出来的铁粉为纳米级颗粒，活性极高而极易被氧化，极大的比表面积又使其容易发生团聚，这些都对纳米级铁的性能有极大的不良影响。因此寻找简易有效的生产方法和对纳米铁颗粒进行保护是当前该领域的研究重点和热点。

功能材料的突破往往是科学家们从自然界得到启发开始的，生物经过漫长的进化，为了适应环境以求生存，大多具有结构复杂而功能强大的机体，例如，壁虎利用足毛而能牢牢附在竖立的墙上，蝴蝶由于其翅膀具有精细的微观结构而呈现彩虹色，并拥有自清洁功能。这些机体的微观结构对它们的性能起着决定性的作用，利用这些生物作为模板，制备具有分级精细结构的功能材料将大大提高材料的性能，并简化生产方法。目前，使用生物体作为模板，制备功能材料的方法使用已经比较广泛，但直接利用生物体作为反应原料，并作为结构引导模板的工艺还未见报道。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的第一目的是提供一种耐氧化、磁学性能优良和化学稳定性强的包裹有碳层的具有蝶翅（蝴蝶翅膀）微观分级结构的纳米级铁。

本发明的第二目的是提供一种利用蝶翅作为模板，利用原位反应生产包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的方法，该方法具有节能、廉价、安全、简单、稳定和耗时短等优点。

本发明的技术方案如下：

一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，包括以下步骤：

1）选择一种具有微观分级结构的蝶翅；

2）对选定的蝶翅进行前处理，以去除色素和杂质，并改善其表面吸附性能；

3）浸渍前驱体溶液：将处理后的蝶翅于室温下浸入含铁或亚铁盐的前驱体溶液中4~24h，之后取出用蒸馏水清洗数遍，并干燥；

4) 浸渍后蝶翅的烧结：将步骤3）所得蝶翅放于密闭箱体中，在真空或惰性气氛下将密闭箱体内的温度从室温升至500~1200℃，然后在最高温度保温2~6h，之后降温，冷却至室温后即得到包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁。

较佳地，所述的具有微观分级结构的蝶翅优选巴黎翠凤蝶或异型紫斑蝶。

较佳地，所述蝶翅的前处理方法较佳为：

首先将蝶翅置于无水乙醇中浸泡0.5~3h；

然后将蝶翅浸渍在体积分数为1%~20%的HCl溶液中0.5~3h，取出洗净；

再将蝶翅放入质量分数为1%~40%的NaOH溶液中浸泡1~12h，之后取出，使用蒸馏水清洗数次。

较佳地，所述含铁或亚铁盐的前驱体溶液选自含铁或亚铁可溶性有机盐或无机盐溶液。

较佳地，所述前驱体溶液优选硫酸亚铁[FeSO₄]、醋酸亚铁[Fe(AC)₂]、醋酸铁[Fe(AC)₃]和硝酸铁[Fe(NO₃)₃]中的一种或几种。

较佳地，所述前驱体溶液优选硫酸亚铁[FeSO₄]。

较佳地，所述前驱体溶液的质量分数浓度为1%到室温下的饱和浓度。

较佳地，所述前驱体溶液的质量分数浓度优选室温下的饱和浓度。

较佳地，所述蝶翅浸渍前驱体溶液的时间优选12h。

较佳地，所述烧结过程优选条件为：在8~24h内将密闭箱体内的温度从室温升至600~1000℃的某一温度，然后在最高温度保温2~6h，之后随炉冷却至室温。

较佳地，所述烧结过程最高温度优选800℃。

较佳地，所述烧结过程在最高温度下保温4h。

较佳地，所述的烧结过程中真空环境的真空度大于10Pa。

较佳地，所述的烧结过程中的惰性气氛为N₂或Ar气氛。

较佳地，所述的惰性气体的流速为50~1000mL/min。

较佳地，所述的惰性气体的流速较佳为600mL/min。

一种采用权利要求1的方法制备的包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁，其特征在于，所述的纳米级铁包裹有碳层，且具有蝶翅微观分级结构，粒径在10~80nm。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一，本发明的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁具有耐氧化、磁学性能优良和化学稳定性强的优点。利用其良好的磁学性能可以制备高密度磁记录材料、磁屏蔽材料、磁性药物载体、光磁耦合传感器等产品，还可以利用它表面积大、稳定性好的性能制备性能良好的催化剂。

第二，本发明的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法具有节能、廉价、安全、简单、稳定和耗时短等优点。

附图说明

图1是本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所得产物的XRD图；

图2是本发明实施例2所得产物的SEM图及XPS图；

图3是本发明实施例2所得产物的TEM图；

图4是实施例2所得产物的磁滞回线图；

图5是本发明实施例5、实施例6所得产物的XRD图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。

实施例1

选用异型紫斑蝶的翅膀作为生物模板及反应原料，首先将蝶翅置于无水乙醇中浸泡3h，以去除蝶翅中的色素和其他溶于酒精的杂质；然后将蝶翅浸渍在体积分数为20%的HCl溶液中3h，目的是去除蝶翅模板中无机盐等不易分解，且烧结不容易去除的成分，减少最终产物的杂质含量；洗净后，放入质量分数为1%的NaOH溶液中12h进行处理，使其暴露出更多的氨基和羟基基团，提高对金属离子的吸附；处理后，取出，使用蒸馏水清洗3次；之后将其浸入饱和的Fe(AC)₂溶液中，静置24h。取出，用蒸馏水清洗3次，放入40 ℃的干燥箱中干燥2h。干燥后的蝶翅用石英玻璃片夹紧，放入石英槽中，并加盖。将石英槽小心放入真空箱中，抽真空至10^-2Pa。从室温24h内升温到500 ℃，并保温4h，然后随炉降温至室温。得到的产物物相见图1中的(1)，主要为铁，还包括有奥氏体，所得的纳米级铁包裹有碳层，且具有异型紫斑蝶微观交叉网格型结构，粒径在10~80nm。所得产品在室温空气环境中存放一个月，结果XRD图谱无明显变化，可看出所得产品具有较好的耐氧化性能；在体积分数为25%的HCl溶液中，反应速率明显低于粒度相近的纯铁粉，所得产品的化学稳定性明显高于纯铁粉。该制备方法无需使用特殊设备，能耗低，所得产品造价低廉。

实施例2

选用巴黎翠凤蝶的翅膀作为生物模板及反应原料，首先将蝶翅置于无水乙醇中浸泡0.5h，以去除蝶翅中的色素和其他溶于酒精的杂质；然后将蝶翅浸渍在体积分数为1%的HCl溶液中0.5h，目的是去除蝶翅模板中无机盐等不易分解，且烧结不容易去除的成分，减少最终产物的杂质含量；洗净后，放入质量分数为40%的NaOH溶液中1h进行处理，使其暴露出更多的氨基和羟基基团，提高对金属离子的吸附；处理后，取出，使用蒸馏水清洗3次；之后将其浸入1%的FeSO₄溶液中，静置4h。取出，用蒸馏水清洗3次，放入40 ℃的干燥箱中干燥2h。干燥后的蝶翅用石英玻璃片夹紧，放入石英槽中，并加盖。将石英槽小心放入真空箱中，抽真空至10Pa。从室温8h内升温到800 ℃，并保温2h，然后随炉降温至室温。得到的产物物相见图1中的(2)，主要为铁，还包括有FeS；得到的产物具有巴黎翠凤蝶微观蜂窝状结构，见图2。将此结构与原蝶翅结构的SEM图（未附）进行比较，发现产物的蝶翅结构与原蝶翅结构相比，收缩率在50%左右，微观蜂窝状结构得到完好保留。所得产品在室温空气环境中存放一个月后，其XRD图谱无明显变化，可看出所得产品具有较好的耐氧化性能；所得产品在体积分数为25%的HCl溶液中，反应速率明显低于粒度相近的纯铁粉，所得产品的化学稳定性明显高于纯铁粉。产品的TEM图见图3，图中的黑色颗粒即为纳米级铁颗粒，粒径范围在10～80nm。铁颗粒分布在蝶翅鳞片的脊和肋上，被碳层所包裹，使其具有良好的化学稳定性，而且碳层隔绝了颗粒间的相互作用，防止了颗粒的团聚，对铁性能的提高有着重要作用。产品的磁滞回线图见图4，从图中可明显看出，产品具有非常高的饱和磁化强度，接近90emu/g，剩余磁化强度和矫顽力接近0，因此可用于制备高密度磁记录材料、磁屏蔽材料、磁性药物载体、光磁耦合传感器等产品。该制备方法无需使用特殊设备，能耗低，所得产品造价低廉。

实施例3

选用异型紫斑蝶的翅膀作为生物模板及反应原料，首先将蝶翅置于无水乙醇中浸泡3h，以去除蝶翅中的色素和其他溶于酒精的杂质；然后将蝶翅浸渍在体积分数为20%的HCl溶液中3h，目的是去除蝶翅模板中无机盐等不易分解，且烧结不容易去除的成分，减少最终产物的杂质含量；洗净后，放入质量分数为40%的NaOH溶液中12h进行处理，使其暴露出更多的氨基和羟基基团，提高对金属离子的吸附；处理后，取出，使用蒸馏水清洗3次；之后将其浸入30%的Fe(NO₃)₃溶液中，静置12h。取出，用蒸馏水清洗3次，放入40 ℃的干燥箱中干燥2h。干燥后的蝶翅用石英玻璃片夹紧，放入石英槽中，并加盖。将石英槽小心放入真空箱中，抽真空至10^-1Pa。从室温12h内升温到1000 ℃，并保温4h，然后随炉降温至室温。得到的产物物相见图1中的(3)，主要物相为铁，掺杂有FeN，所得的纳米级铁包裹有碳层，且具有异型紫斑蝶微观交叉网格型结构，粒径在10~80nm。所得产品在室温空气环境中存放一个月后，其XRD图谱无明显变化，可看出所得产品具有较好的耐氧化性能；所得产品在体积分数为25%的HCl溶液中，反应速率明显低于粒度相近的纯铁粉，所得产品的化学稳定性明显高于纯铁粉。该制备方法无需使用特殊设备，能耗低，所得产品造价低廉。

实施例4

选用巴黎翠凤蝶的翅膀作为生物模板及反应原料，首先将蝶翅置于无水乙醇中浸泡3h，以去除蝶翅中的色素和其他溶于酒精的杂质；然后将蝶翅浸渍在体积分数为20%的HCl溶液中2h，目的是去除蝶翅模板中无机盐等不易分解，且烧结不容易去除的成分，减少最终产物的杂质含量；洗净后，放入质量分数为40%的NaOH溶液中4h进行处理，使其暴露出更多的氨基和羟基基团，提高对金属离子的吸附；处理后，取出，使用蒸馏水清洗3次；之后将其浸入20%的Fe(AC)₃溶液中，静置4h。取出，用蒸馏水清洗3次，放入40 ℃的干燥箱中干燥2h。将石英槽小心放入真空箱中，抽真空至10^-2Pa。从室温18h内升温到1200 ℃，并保温6h，然后随炉降温至室温。得到的产物物相见图1中的(4)，主要产物为铁，所得的纳米级铁包裹有碳层，且具有巴黎翠凤蝶蜂窝状结构，粒径在10~80nm。所得产品在室温空气环境中存放一个月后，其XRD图谱无明显变化，可看出所得产品具有较好的耐氧化性能；在体积分数为25%的HCl溶液中，反应速率明显低于粒度相近的纯铁粉，所得产品的化学稳定性明显高于纯铁粉。该制备方法无需使用特殊设备，能耗低，所得产品造价低廉。

实施例5

选用巴黎翠凤蝶的翅膀作为生物模板及反应原料，首先将蝶翅置于无水乙醇中浸泡1.5h，以去除蝶翅中的色素和其他溶于酒精的杂质；然后将蝶翅浸渍在体积分数为15%的HCl溶液中2.5h，目的是去除蝶翅模板中无机盐等不易分解，且烧结不容易去除的成分，减少最终产物的杂质含量；洗净后，放入质量分数为20%的NaOH溶液中7h进行处理，使其暴露出更多的氨基和羟基基团，提高对金属离子的吸附；处理后，取出，使用蒸馏水清洗3次；之后将其浸入10%的Fe(AC)₃溶液中，静置16h。取出，用蒸馏水清洗3次，放入40 ℃的干燥箱中干燥2h。将石英槽小心放入真空箱中，在600mL/min 流速N₂气氛下从室温10h内升温到800 ℃，并保温5h，然后随炉降温至室温。得到的产物物相见图5中的(1)，主要产物为铁，还包括有四氧化三铁（Fe₃O₄）。所得的纳米级铁包裹有碳层，且保留有完好的巴黎翠凤蝶蜂窝状结构，粒径在10~80nm。在相同条件下，将所得产品与粒度相近的纯铁粉进行HCl腐蚀反应，通过对释放气泡速率的观察，发现本产品的反应速率明显低于纯铁粉；在空气中室温下，放置一个月，发现本产品的物相无变化，而纯铁粉的物相中出现大量铁锈。以上结果可说明本制备方法所得产品抗氧化性和耐化学腐蚀能力相对纯铁粉均增强。该制备方法无需使用特殊设备，能耗低，所得产品造价低廉。

实施例6

选用巴黎翠凤蝶的翅膀作为生物模板及反应原料，首先将蝶翅置于无水乙醇中浸泡1.5h，以去除蝶翅中的色素和其他溶于酒精的杂质；然后将蝶翅浸渍在体积分数为5%的HCl溶液中1.5h，目的是去除蝶翅模板中无机盐等不易分解，且烧结不容易去除的成分，减少最终产物的杂质含量；洗净后，放入质量分数为30%的NaOH溶液中6h进行处理，使其暴露出更多的氨基和羟基基团，提高对金属离子的吸附；处理后，取出，使用蒸馏水清洗3次；之后将其浸入15%的Fe(AC)₃溶液中，静置10h。取出，用蒸馏水清洗3次，放入40 ℃的干燥箱中干燥2h。将石英槽小心放入真空箱中，在600mL/min 流速Ar气氛下从室温16h内升温到1000 ℃，并保温3h，然后随炉降温至室温。得到的产物的物相见图5中的(2)，主要产物为包裹有碳层的纳米级铁，产品都保留有完好的巴黎翠凤蝶蜂窝状结构，粒径在10~80nm。在相同条件下，将所得产品与粒度相近的纯铁粉进行HCl腐蚀反应，通过对释放气泡速率的观察，发现本产品的反应速率明显低于纯铁粉；在空气中室温下，放置一个月，发现本产品的物相无变化，而纯铁粉的物相中出现大量铁锈。以上结果可说明本制备方法所得产品抗氧化性和耐化学腐蚀能力相对纯铁粉均增强。该制备方法无需使用特殊设备，能耗低，所得产品造价低廉。

实施例7

选用巴黎翠凤蝶的翅膀作为生物模板及反应原料，首先将蝶翅置于无水乙醇中浸泡1.5h，以去除蝶翅中的色素和其他溶于酒精的杂质；然后将蝶翅浸渍在体积分数为15%的HCl溶液中2.5h，目的是去除蝶翅模板中无机盐等不易分解，且烧结不容易去除的成分，减少最终产物的杂质含量；洗净后，放入质量分数为20%的NaOH溶液中7h进行处理，使其暴露出更多的氨基和羟基基团，提高对金属离子的吸附；处理后，取出，使用蒸馏水清洗3次；之后将其浸入10%的Fe(AC)₃溶液中，静置16h。取出，用蒸馏水清洗3次，放入40 ℃的干燥箱中干燥2h。将石英槽小心放入真空箱中，在50mL/min 流速N₂气氛下从室温10h内升温到800 ℃，并保温5h，然后随炉降温至室温。得到的产物物相主要为铁，还包括有四氧化三铁（Fe₃O₄）。所得的纳米级铁包裹有碳层，且保留有完好的巴黎翠凤蝶蜂窝状结构，粒径在10~80nm。在相同条件下，将所得产品与粒度相近的纯铁粉进行HCl腐蚀反应，通过对释放气泡速率的观察，发现本产品的反应速率明显低于纯铁粉；在空气中室温下，放置一个月，发现本产品的物相无变化，而纯铁粉的物相中出现大量铁锈。以上结果可说明本制备方法所得产品抗氧化性和耐化学腐蚀能力相对纯铁粉均增强。该制备方法无需使用特殊设备，能耗低，所得产品造价低廉。

实施例8

选用巴黎翠凤蝶的翅膀作为生物模板及反应原料，首先将蝶翅置于无水乙醇中浸泡1.5h，以去除蝶翅中的色素和其他溶于酒精的杂质；然后将蝶翅浸渍在体积分数为15%的HCl溶液中2.5h，目的是去除蝶翅模板中无机盐等不易分解，且烧结不容易去除的成分，减少最终产物的杂质含量；洗净后，放入质量分数为20%的NaOH溶液中7h进行处理，使其暴露出更多的氨基和羟基基团，提高对金属离子的吸附；处理后，取出，使用蒸馏水清洗3次；之后将其浸入10%的Fe(AC)₃溶液中，静置16h。取出，用蒸馏水清洗3次，放入40 ℃的干燥箱中干燥2h。将石英槽小心放入真空箱中，在1000mL/min 流速Ar气氛下从室温10h内升温到800 ℃，并保温5h，然后随炉降温至室温。得到的产物物相主要为铁，还包括有四氧化三铁（Fe₃O₄）。所得的纳米级铁包裹有碳层，且保留有完好的巴黎翠凤蝶蜂窝状结构，粒径在10~80nm。在相同条件下，将所得产品与粒度相近的纯铁粉进行HCl腐蚀反应，通过对释放气泡速率的观察，发现本产品的反应速率明显低于纯铁粉；在空气中室温下，放置一个月，发现本产品的物相无变化，而纯铁粉的物相中出现大量铁锈。以上结果可说明本制备方法所得产品抗氧化性和耐化学腐蚀能力相对纯铁粉均增强。该制备方法无需使用特殊设备，能耗低，所得产品造价低廉。

Claims

1.一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）选择一种具有微观分级结构的蝶翅；

3）浸渍前驱体溶液：将处理后的蝶翅于室温下浸入含铁或亚铁盐的前驱体溶液中4～24h，之后取出用蒸馏水清洗数遍，并干燥；

4) 浸渍后蝶翅的烧结：将步骤3）所得蝶翅放于密闭箱体中，在真空或惰性气氛下将密闭箱体内的温度从室温升至500～1200℃，然后在最高温度保温2～6h，之后降温，冷却至室温后即得到包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁。

2.如权利要求1所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述的具有微观分级结构的蝶翅优选巴黎翠凤蝶或异型紫斑蝶。

3.如权利要求1所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述蝶翅的前处理方法较佳为：

首先将蝶翅置于无水乙醇中浸泡0.5～3h；

然后将蝶翅浸渍在体积分数为1%～20%的HCl溶液中0.5～3h，取出洗净；

再将蝶翅放入质量分数为1%～40%的NaOH溶液中浸泡1～12h，之后取出，使用蒸馏水清洗数次。

4.如权利要求1所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述含铁或亚铁盐的前驱体溶液选自含铁或亚铁可溶性有机盐或无机盐溶液。

5.如权利要求4所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液优选硫酸亚铁[FeSO₄]、醋酸亚铁[Fe(AC)₂]、醋酸铁[Fe(AC)₃]和硝酸铁[Fe(NO₃)₃]中的一种或几种。

6.如权利要求5所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液优选硫酸亚铁[FeSO₄]。

7.如权利要求1或4或5或6所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液的质量分数浓度为1%到室温下的饱和浓度。

8.如权利要求7所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液的质量分数浓度优选室温下的饱和浓度。

9.如权利要求1所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述蝶翅浸渍前驱体溶液的时间优选12h。

10.如权利要求1所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述烧结过程优选条件为：在8～24h内将密闭箱体内的温度从室温升至600～1000℃，然后在最高温度保温2～6h，之后随炉冷却至室温。

11.如权利要求10所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述烧结过程最高温度优选800 ℃。

12.如权利要求1或11所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述烧结过程在最高温度下保温4h。

13.如权利要求1所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述的烧结过程中真空环境的真空度大于10 Pa。

14.如权利要求1所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述的烧结过程中的惰性气氛为N₂或Ar气氛。

15.如权利要求14所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体的流速为50～1000mL/min。

16.如权利要求15所述的一种包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体的流速较佳为600mL/min。

17.一种采用权利要求1的方法制备的包裹有碳层的具有蝶翅微观分级结构的纳米级铁，其特征在于，所述的纳米级铁包裹有碳层，且具有蝶翅微观分级结构，粒径在10～80nm。