CN103101980A

CN103101980A - 一种多孔铁氧体的制备方法

Info

Publication number: CN103101980A
Application number: CN2013100708631A
Authority: CN
Inventors: 杨丽霞; 梁英
Original assignee: Ludong University
Current assignee: Ludong University
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2013-05-15

Abstract

本发明提供了一种以十二胺为沉淀剂采用溶剂热法制备多孔球形磁性铁氧体（锌铁氧体、镍铁氧体、钴铁氧体和锰铁氧体）的方法。其特征在于以三氯化铁和氯化物的乙二醇溶液为反应溶液，以十二胺为沉淀剂，在室温下搅拌混合均匀形成液相反应溶液，转移入反应釜中在180-250oC进行水热反应。反应结束后，对产物进行分离、洗涤和干燥处理后得到相应的多孔铁氧体粉末。本方法具有原料廉价、工艺简单、操作方便、形貌可控等特点。

Description

一种多孔铁氧体的制备方法

技术领域

本发明涉及一种多孔磁性材料的制备方法，具体涉及尖晶石型锌铁氧体、镍铁氧体、钴铁氧体和锰铁氧体粉体的制备方法。

背景技术

尖晶石结构铁氧体（MFe₂O₄）可以通过调节M²⁺组分及反应条件来改变铁氧体磁性颗粒的磁学性能（M可以是锰、钻、镍、锌、镁等）。铁氧体材料优异的磁学性能广泛用作高密度信息记录、磁流体、靶向给药、电磁波吸波和吸附材料等。

多孔材料因具有大的比表面积和贯通的孔道而成为催化、电化学和吸附等领域的热点材料，多孔材料的可控制备研究吸引着许多科研工作者的关注。目前制备多孔材料采用的合成方法主要有模板法和无模板法。模板法是非常高效的制备空心结构铁氧体的方法，该方法选择适当的模板剂，在模板剂上沉积铁氧体，去除模板剂后形成铁氧体多孔结构。模板法需要考虑模板材料的选择以及后期模板的去除，这样就大大增加了工艺上的复杂性，使多孔材料的制备工艺繁琐，对于大规模的合成存在一定的局限。而无模板法在工艺上比模板法简单，获得的多孔材料能满足要求。到目前为止，多孔铁氧体的制备方法是采用醋酸氨作为沉淀剂来合成空心铁酸锌。基于此，为了获得分散性好的多孔铁氧体材料，我们选用十二胺这种比较温和的沉淀剂采用溶剂热法来制备铁氧体。本工艺不需加入表面活性剂和聚合物，能够简化制备工艺，节约成本，在工业化生产中具有重要的现实作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以十二胺为沉淀剂制备多孔铁氧体的方法，是一种铁氧体粉末的低成本简易制备方法。本发明以三氯化铁和氯化物的乙二醇溶液为反应溶液，以十二胺为沉淀剂，在室温下搅拌混合均匀形成液相反应溶液，转移入反应釜中进行水热反应后，离心洗涤和干燥处理后得到铁氧体粉末。所提供的方法简单，操作方便，所用的原料廉价易得，是一种适于工业化生产的制备方法。具体步骤是：

(1) 将三氯化铁和氯化物按照2:1的摩尔比混合溶解于70mL乙二醇溶液中，称取0.8-2.0g十二胺溶液加入上述溶液中，磁力搅拌混合均匀，形成澄清透明溶液；

(2) 将上述溶液转移入反应釜中在180-250oC进行水热反应，水热处理时间为6-30h，反应釜的填充量为50%-80%；

(3) 对水热处理后的液相反应体系中的产物进行离心分离或磁性吸附分离，对分离出的产物进行洗涤和干燥处理，干燥温度为室温至100oC。

所述的作为反应物的氯化物包括氯化锌、氯化锰、氯化钴和氯化镍。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1) 反应原料简单且廉价易得，制备方法简单，反应条件易于控制，操作简便。

(2) 所制备的铁氧体结晶好、晶相纯度高。

(3) 该技术能够重复和放大，产量和产率都较高，易于实现工业化生产。

(4) 本发明为磁性多孔铁氧体的合成提供了一条好的途径和思路，可以应用于药物载体和重金属离子吸附等领域，具有很好的应用价值。

附图说明

图1、实施例1制备的镍铁氧体的透射电镜(TEM)照片。

图2、实施例2制备的镍铁氧体的透射电镜(TEM)照片。

图3、实施例3制备的锌铁氧体的透射电镜(TEM)照片。

图4、实施例4制备的钴铁氧体的透射电镜(TEM)照片。

图5、实施例5制备的锰铁氧体的透射电镜(TEM)照片。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于下述实施方式。

具体实施方式

实施例1

在室温下，将1.514g FeCl₃·6H₂O和0.666g NiCl₂·6H₂O溶解于70mL乙二醇溶液中，室温搅拌溶解，得到均匀分散的溶液；称取1.298g十二胺加入上述溶液中，磁力搅拌混合均匀，形成澄清透明溶液；将该溶液转入反应釜中（反应釜容量为100mL），密封。将反应釜放入烘箱，在200oC保温12小时。反应釜自然冷却至室温后，取出产物，用磁性分离产物，分离的产物分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，50oC干燥后得到镍铁氧体。从图1的透射电子显微镜照片可以看出镍铁氧体为粒径100-300nm的多孔球形形貌。

实施例2

在室温下，将1.514g FeCl₃·6H₂O和0.666g NiCl₂·6H₂O溶解于70mL乙二醇溶液中，室温搅拌溶解，得到均匀分散的溶液；称取1.298g十二胺加入上述溶液中，磁力搅拌混合均匀，形成澄清透明溶液；将该溶液转入反应釜中（反应釜容量为100mL），密封。将反应釜放入烘箱，在200oC保温18小时。反应釜自然冷却至室温后，取出产物，用磁性分离产物，分离的产物分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，50oC干燥后得到镍铁氧体。从图2的透射电子显微镜照片可以看出镍铁氧体为粒径100-300nm的多孔球形形貌。

实施例3

在室温下，将1.514g FeCl₃·6H₂O和0.382g ZnCl₂溶解于70mL乙二醇溶液中，室温搅拌溶解，得到均匀分散的溶液；称取1.298g十二胺加入上述溶液中，磁力搅拌混合均匀，形成澄清透明溶液；将该溶液转入反应釜中（反应釜容量为100mL），密封。将反应釜放入烘箱，在200oC保温18小时。反应釜自然冷却至室温后，取出产物，用离心法分离产物，分离的产物分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，50oC干燥后得到锌铁氧体。从图3的透射电子显微镜照片可以看出锌铁氧体为粒径200-400nm的多孔球形形貌。

实施例4

在室温下，将1.514g FeCl₃·6H₂O和0.666g CoCl₂·6H₂O溶解于70mL乙二醇溶液中，室温搅拌溶解，得到均匀分散的溶液；称取1.298g十二胺加入上述溶液中，磁力搅拌混合均匀，形成澄清透明溶液；将该溶液转入反应釜中（反应釜容量为100mL），密封。将反应釜放入烘箱，在200oC保温12小时。反应釜自然冷却至室温后，取出产物，用离心法分离产物，分离的产物分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，50oC干燥后得到钴铁氧体。从图4的透射电子显微镜照片可以看出钴铁氧体为粒径100-200nm的多孔球形形貌。

实施例5

在室温下，将1.514g FeCl₃·6H₂O和0.554g MnCl₂·4H₂O溶解于70mL乙二醇溶液中，室温搅拌溶解，得到均匀分散的溶液；称取1.298g十二胺加入上述溶液中，磁力搅拌混合均匀，形成澄清透明溶液；将该溶液转入反应釜中（反应釜容量为100mL），密封。将反应釜放入烘箱，在200oC保温12小时。反应釜自然冷却至室温后，取出产物，用磁性分离产物，分离的产物分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，50oC干燥后得到锰铁氧体。从图5的透射电子显微镜照片可以看出锰铁氧体为粒径200-300nm的多孔球形形貌。

Claims

1.一种多孔铁氧体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1) 将三氯化铁和氯化物按照2:1的摩尔比混合溶解于70mL乙二醇溶液中，称取0.8-2.0g十二胺加入上述溶液中，磁力搅拌混合均匀，形成澄清透明溶液；

(3) 对水热处理后的液相反应体系中的产物进行离心分离或磁性分离，对分离出的产物进行洗涤和干燥处理，干燥温度为室温至100oC。

2.按权利要求1所述的采用十二胺作为沉淀剂制备铁氧体的方法，其特征在于所述的氯化物包括：氯化锌、氯化镍、氯化钴和氯化锰。