CN104934182B - 一种镍铁氧体磁性纳米复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
发明名称：一种镍铁氧体磁性纳米复合材料的制备方法本发明采用两步合成了镍铁氧体磁性纳米复合材料。首先以有序介孔SBA‑15为模板，利用纳米复制法合成介孔镍铁氧体磁性纳米线，再用浸渍法合成有序镍铁氧体磁性纳米复合材料。该磁性纳米复合材料具有明显的交换偏置场（HEB）和大的矫顽力（Hc）。镍铁氧体磁性纳米复合材料依靠反铁磁及亚铁磁界面的交换偏置效应，可以很好地抑制纳米材料的超顺磁现象，促进其在磁记录及自旋电子器件领域中应用。
Description
技术领域
本专利涉及一种镍铁氧体(NiFe2O4)磁性纳米复合材料的制备方法，依靠交换偏置效应来解决纳米材料的超顺磁现象。
背景技术
NiFe2O4是一种典型的尖晶石软磁铁氧体，其具有优良的高频性能、高的电阻率和磁导率。并且容易制备，具良好的化学稳定性。在变压器、电感磁芯、滤波线圈和微波吸收方面有着广泛的应用。
磁性纳米材料由于每个纳米颗粒的磁晶各向异性能会随着颗粒尺寸减小而减少，此时热扰动很容易使磁性纳米颗粒失去稳定的磁有序而变成超顺磁性，限制了磁性存储器件的进一步微型化发展。2003年，Skumryev等报道[Skumryev V,Stoyanov S,Zhang Y,etal.Beating the super paramagnetic limit with exchange bias,Nature,2003,423:850-853]，利用铁磁/反铁磁界面的交换偏置效应可以克服铁磁材料中超顺磁行为。另外，铁磁/反铁磁体系的交换偏置效应也被广泛地应用于自旋阀、隧道结新型存储器和传感器中以提高其磁电阻或磁存储密度。
发明内容
本实验根据有序介孔材料的结构特点设计了一种基于交换偏置效应的NiFe2O4磁性纳米复合材料，可将镍铁氧体纳米材料的应用领域拓展至磁记录材料领域。
NiFe2O4磁性纳米复合材料在结构上复制有序介孔材料的孔道与孔壁，保证了NiFe2O4磁性纳米复合材料结构和成分的均一性和有序性，反铁磁NiO、Co3O4、α-Fe2O3纳米颗粒均匀分布于NiFe2O4纳米线阵列的孔道中。
模板复制法可以很好地控制NiFe2O4磁性纳米复合材料的微观结构，保证其具有明显的交换偏置效应和适当的矫顽力(Hc)。
本实验采用两步合成了NiFe2O4磁性纳米复合材料。第一步，采用纳米复制法合成有序NiFe2O4纳米线阵列，第二步，采用浸渍法合成含有NiO、Co3O4、α-Fe2O3反铁磁纳米颗粒的NiFe2O4磁性纳米复合材料。
一种NiFe2O4磁性纳米复合材料的制备方法，具体步骤如下：一、按照一定的的原子比将SBA-15,Fe(NO3)3·9H2O和Ni(NO3)2·6H2O放入聚四氟乙烯杯中，加入乙醇和正己烷在40-60℃搅拌至粉末，然后放入马弗炉中600-800℃煅烧4-6h。二、待样品冷却，用NaOH除掉模板，并用去离子水离心至中性，得到NiFe2O4磁性纳米材料。三、NiFe2O4磁性纳米材料的孔体积，称取一定量的NiFe2O4和反铁磁前驱体(可溶性Ni2+、Co2+、Fe3+的硝酸盐、氯化物和硫酸盐)放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇和正己烷40-60℃搅拌至粉末。然后将样品放入马弗炉中进行煅烧，得到一种结构高度有序的NiFe2O4磁性纳米复合材料。
本实验优点：采用模板复制法合成有序NiFe2O4纳米线阵列，在结构上完全复制了SBA-15的孔道和孔壁，具有结构和成分的均一性和可调性，而反铁磁NiO、Co3O4、α-Fe2O3纳米颗粒均匀分布于NiFe2O4纳米线阵列的孔道中，很好避免了因结构和成分的无序造成的干扰。
本实验采用了TEM表征了NiFe2O4磁性纳米材料的结构和形貌，利用XRD分析NiO/NiFe2O4磁性纳米复合材料物相，利用N2物理吸附来表征NiFe2O4和NiO/NiFe2O4磁性纳米复合材料的比表面积、孔径和孔容，利用能量分散谱仪(EDS)来进一步分析第二相的含量，最后利用超导量子干涉仪(SQUID)来表征样品的磁性能。从测试结果得出，NiFe2O4磁性纳米复合材料具有明显的交换偏置效应，且Hc增大，样品颗粒增大。
附图说明
图1是具体实施方式中制备的NiFe2O4磁性纳米复合材料的流程图；图2是具体实施方式中制备的NiFe2O4磁性纳米材料的TEM图；图3是具体实施方式中制备的NiO/NiFe2O4磁性纳米复合材料的XRD图；图4是具体实施方式中制备的NiO/NiFe2O4磁性纳米复合材料的M-H图。
具体实施方式1：首先用纳米复制法得到有序NiFe2O4磁性纳米材料：以Si:Fe:Ni＝1:0.5:0.25的原子比将2g SBA-15，6.73g Fe(NO3)3·9H2O和2.42g Ni(NO3)2·6H2O放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末，然后放入马弗炉中700℃煅烧6h。待样品冷却，用1.6mol/L的热NaOH洗涤两次除掉模板，并用去离子水离心洗涤至中性，用乙醇抽滤烘干，得到NiFe2O4磁性纳米材料。其次用浸渍法得到NiO/NiFe2O4磁性纳米复合材料：根据N2物理吸附仪测出的NiFe2O4磁性纳米材料的孔体积，计算出所需填充的Ni(NO3)2·6H2O质量。称取0.31g Ni(NO3)2·6H2O,0.982g NiFe2O4放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末。然后将样品放入马弗炉中550℃煅烧10h。得到NiO/NiFe2O4磁性纳米复合材料。
具体实施方式2：首先用纳米复制法得到有序NiFe2O4磁性纳米材料：以Si:Fe:Ni＝1:0.5:0.25的原子比将2g SBA-15，6.73g Fe(NO3)3·9H2O和2.42g Ni(NO3)2·6H2O放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末，然后放入马弗炉中600℃煅烧6h。待样品冷却，用1.6mol/L的热NaOH洗涤两次除掉模板，并用去离子水离心洗涤至中性，用乙醇抽滤烘干，得到NiFe2O4磁性纳米材料。其次用浸渍法得到NiO/NiFe2O4磁性纳米复合材料：根据N2物理吸附仪测出的NiFe2O4磁性纳米材料的孔体积，计算出所需填充的Ni(NO3)2·6H2O质量。称取0.31g Ni(NO3)2·6H2O,0.982g NiFe2O4放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末。然后将样品放入马弗炉中650℃煅烧8h。得到NiO/NiFe2O4磁性纳米复合材料。
具体实施方式3：首先用纳米复制法得到有序NiFe2O4磁性纳米材料：以Si:Fe:Ni＝1:0.5:0.25的原子比将2g SBA-15，6.73g Fe(NO3)3·9H2O和2.42g Ni(NO3)2·6H2O放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末，然后放入马弗炉中800℃煅烧4h。待样品冷却，用1.6mol/L的热NaOH洗涤两次除掉模板，并用去离子水离心洗涤至中性，用乙醇抽滤烘干，得到NiFe2O4磁性纳米材料。其次用浸渍法得到NiO/NiFe2O4磁性纳米复合材料：根据N2物理吸附仪测出的NiFe2O4磁性纳米材料的孔体积，计算出所需填充的Ni(NO3)2·6H2O质量。称取0.31g Ni(NO3)2·6H2O,0.982g NiFe2O4放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末。然后将样品放入马弗炉中750℃煅烧6h。得到NiO/NiFe2O4磁性纳米复合材料。
具体实施方式4：首先用纳米复制法得到有序NiFe2O4磁性纳米材料：以Si:Fe:Ni＝1:0.5:0.25的原子比将2g SBA-15，6.73g Fe(NO3)3·9H2O和2.42g Ni(NO3)2·6H2O放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末，然后放入马弗炉中600℃煅烧6h。待样品冷却，用1.6mol/L的热NaOH洗涤两次除掉模板，并用去离子水离心洗涤至中性，用乙醇抽滤烘干，得到NiFe2O4磁性纳米材料。其次用浸渍法得到Co3O4/NiFe2O4磁性纳米复合材料：根据N2物理吸附仪测出的NiFe2O4磁性纳米材料的孔体积，计算出所需填充的CoCl2·6H2O质量。称取0.28g CoCl2·6H2O,0.915g NiFe2O4放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末。然后将样品放入马弗炉中750℃煅烧6h。得到Co3O4/NiFe2O4磁性纳米复合材料。
具体实施方式5：首先用纳米复制法得到有序NiFe2O4磁性纳米材料：以Si:Fe:Ni＝1:0.5:0.25的原子比将2g SBA-15，6.73g Fe(NO3)3·9H2O和2.42g Ni(NO3)2·6H2O放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末，然后放入马弗炉中700℃煅烧6h。待样品冷却，用1.6mol/L的热NaOH洗涤两次除掉模板，并用去离子水离心洗涤至中性，用乙醇抽滤烘干，得到NiFe2O4磁性纳米材料。其次用浸渍法得到Co3O4/NiFe2O4磁性纳米复合材料：根据N2物理吸附仪测出的NiFe2O4磁性纳米材料的孔体积，计算出所需填充的CoCl2·6H2O质量。称取0.28g CoCl2·6H2O,0.915g NiFe2O4放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末。然后将样品放入马弗炉中650℃煅烧8h。得到Co3O4/NiFe2O4磁性纳米复合材料。
具体实施方式6：首先用纳米复制法得到有序NiFe2O4磁性纳米材料：以Si:Fe:Ni＝1:0.5:0.25的原子比将2g SBA-15，6.73g Fe(NO3)3·9H2O和2.42g Ni(NO3)2·6H2O放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末，然后放入马弗炉中700℃煅烧6h。待样品冷却，用1.6mol/L的热NaOH洗涤两次除掉模板，并用去离子水离心洗涤至中性，用乙醇抽滤烘干，得到NiFe2O4磁性纳米材料。其次用浸渍法得到Fe2O3/NiFe2O4磁性纳米复合材料：根据N2物理吸附仪测出的NiFe2O4磁性纳米材料的孔体积，计算出所需填充的Fe2(SO4)3·9H2O质量。称取0.19g Fe2(SO4)3·9H2O,0.729g NiFe2O4放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末。然后将样品放入马弗炉中550℃煅烧10h。得到α-Fe2O3/NiFe2O4磁性纳米复合材料。
具体实施方式7：首先用纳米复制法得到有序NiFe2O4磁性纳米材料：以Si:Fe:Ni＝1:0.5:0.25的原子比将2g SBA-15，6.73g Fe(NO3)3·9H2O和2.42g Ni(NO3)2·6H2O放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末，然后放入马弗炉中700℃煅烧6h。待样品冷却，用1.6mol/L的热NaOH洗涤两次除掉模板，并用去离子水离心洗涤至中性，用乙醇抽滤烘干，得到NiFe2O4磁性纳米材料。其次用浸渍法得到Fe2O3/NiFe2O4磁性纳米复合材料：根据N2物理吸附仪测出的NiFe2O4磁性纳米材料的孔体积，计算出所需填充的Fe2(SO4)3·9H2O质量。称取0.19g Fe2(SO4)3·9H2O,0.729g NiFe2O4放入聚四氟乙烯杯中，加乙醇搅拌至干燥，再加入正己烷搅拌至粉末。然后将样品放入马弗炉中650℃煅烧8h。得到α-Fe2O3/NiFe2O4磁性纳米复合材料。
Claims (2)
1.一种镍铁氧体(NiFe2O4)磁性纳米复合材料的制备方法，其特征在于有序NiFe2O4纳米线阵列孔道内负载反铁磁纳米颗粒，并利用交换偏置作用抑制超顺磁效应；其特征在于其制备方法先后采用了纳米复制法和浸渍法，具体步骤如下：一、以有序介孔SBA-15为模板，按照Si:Fe:Ni＝1:0.5:0.25的原子比将一定量的SBA-15,Fe(NO3)3·9H2O和Ni(NO3)2·6H2O放入聚四氟乙烯杯中，分别加酒精和正己烷在40-60℃搅拌至粉末，然后放入马弗炉中600-800℃煅烧4-6h，待样品冷却，用NaOH除掉模板，并用去离子水离心洗涤至中性，得到有序介孔NiFe2O4纳米线阵列；二、用浸渍法制备NiFe2O4磁性纳米复合材料：根据介孔NiFe2O4纳米线阵列的孔体积将一定量的反铁磁纳米颗粒的前驱体和有序介孔NiFe2O4放入聚四氟乙烯杯中，分别加乙醇和正己烷在40-60℃搅拌至粉末，然后将样品放入马弗炉中550-750℃煅烧6-10h，得到一种结构高度有序的镍铁氧体磁性纳米复合材料；所述反铁磁纳米颗粒为NiO、Co3O4或α-Fe2O3。
2.根据权利要求1中所述的一种镍铁氧体磁性纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述前驱体为Ni2+、Co2+、Fe3+的可溶性硝酸盐、氯化物和硫酸盐。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (2)
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| CN102989398A (zh) * | 2012-12-02 | 2013-03-27 | 复旦大学 | 磁性无机纳米粒子/大孔径有序介孔氧化物核壳微球及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
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| Co 掺杂Fe2O3-SBA-15 磁性材料的制备及性能;李良等;《稀有金属材料与工程》;20100831;第39卷;第479-482页，摘要，实验，引用文件20 * |
| 微纳米结构尖晶石型铁氧体的合成及其性能研究;王晶;《中国硕士学位论文全文数据库》;20110601;正文第14页 * |
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