CN113135596A - 共沉淀法制备软磁铁氧体前驱体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种共沉淀法制备软磁铁氧体前驱体的方法。该方法包括：步骤S1，将包括金属盐溶液、共沉淀剂溶液和分散剂的物料混合后进行共沉淀反应，得到具有沉淀物的浆液，分散剂选自乙醇、乙二醇、乙二胺四乙酸、聚乙烯亚胺、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种；步骤S2，对沉淀物进行洗涤，得到中性沉淀物；步骤S3，对中性沉淀物进行真空低温干燥，得到软磁铁氧体前驱体，真空低温干燥的温度为50～60℃。本申请在共沉淀过程中使用了分散剂，有效缓解了共沉淀过程中颗粒的团聚；采用真空低温干燥对中性沉淀物进行干燥，有效避免了板结化，保持了中性沉淀物的高分散性，进而可以得到颗粒粒径较为均一的软磁铁氧体前驱体。

Description

共沉淀法制备软磁铁氧体前驱体的方法
技术领域
本发明涉及软磁铁氧体的制备技术领域，具体而言，涉及一种共沉淀法制备软磁铁氧体前驱体的方法。
背景技术
软磁铁氧体材料，即磁性陶瓷，以锰锌铁氧体为主体，可掺杂不同的金属。这种材料具有高介电性、高频低损耗、高磁导率诸多优点，可广泛应用于通信、电视、计算机等行业中。
软磁铁氧体磁性材料以其具有较高饱和磁化强度、高介电电阻率、高磁导率和低矫顽力，易于被磁化和退磁，低磁芯损耗等优势，广泛用于变频电路中。当前电子器件趋于小型化，智能化发展，对软磁铁氧体磁性材料的性能提出了更高的要求。
软磁铁氧体的化学式为MeFe2O4(Me可为Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Co2+等)，主要制备工艺有两种，干法工艺和湿法工艺。干法工艺多采用球磨结合高温处理的方法，多以铁、锌、锰的氧化物为原料，以机械球磨的方式使粉体产生断层和表面，诱导其微观结构和成分发生改变，并在高温条件下完成固相反应。但该方法的能耗较高，机械球磨使产物不够均匀，制备材料中有效成分含量受限。湿法工艺多采用溶胶凝胶法和共沉淀法，溶胶凝胶法是将锰、锌、铁等金属离子的可溶盐按照一定比例混合后，加入某种凝胶剂形成胶态悬浊液，再加热脱水形成粘性凝胶，低温干燥后得到疏松结构的干凝胶，高温处理后即可得到锰锌铁氧体粉末。
共沉淀法采用锰、锌、铁等金属离子的可溶盐配制成溶液后，加入沉淀剂(如OH-、C2O4 2-、CO3 2-等)，得到软磁铁氢氧化物、碳酸盐或草酸盐的沉淀(前驱体材料)，经高温煅烧后得到锰锌铁氧体。化学沉淀法制备的软磁铁氧体材料是离子之间的均匀混合反应，颗粒均一，化学组成稳定，产品的品质较高。
但是，化学沉淀法在共沉淀以及共沉淀后的沉淀干燥过程中，由于共沉淀形成的沉淀容易发生团聚，导致颗粒均一度降低，进而导致产品品质下降。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种共沉淀法制备软磁铁氧体前驱体的方法，以解决现有技术中共沉淀法制备得到的软磁铁氧体颗粒不均一的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种共沉淀法制备软磁铁氧体前驱体的方法，包括：步骤S1，将包括金属盐溶液、共沉淀剂溶液和分散剂的物料混合后进行共沉淀反应，得到具有沉淀物的浆液，分散剂选自乙醇、乙二醇、乙二胺四乙酸、聚乙烯亚胺、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种；步骤S2，对沉淀物进行洗涤，得到中性沉淀物；步骤S3，对中性沉淀物进行真空低温干燥，得到软磁铁氧体前驱体，真空低温干燥的温度为50～60℃。
进一步地，上述真空低温干燥的真空度为-0.06～-0.1MPa。
进一步地，上述步骤S2包括：将沉淀物从浆液中分离；对沉淀物进行水洗至洗脱液为中性，得到水洗后沉淀物；对水洗后沉淀物进行醇洗，得到中性沉淀物，优选采用乙醇或甲醇对水洗后沉淀物进行醇洗，优选进行2～4次醇洗。
进一步地，上述步骤S2采用磁选的方式将沉淀物从浆液中分离。
进一步地，上述分散剂的体积与金属盐溶液和沉淀剂溶液总体积的体积比为0.05～0.1:100。
进一步地，上述步骤S1包括：将金属盐溶液与沉淀剂溶液加入反应釜中进行第一阶段共沉淀反应，待金属盐溶液与沉淀剂溶液加入完成后向反应釜中加入分散剂并进行第二阶段共沉淀反应，优选金属盐溶液和沉淀剂溶液分批次加入。
进一步地，上述步骤S1的过程中对物料进行搅拌，优选搅拌的速度为800～1500rpm，优选第一阶段共沉淀反应的搅拌速度为1000～1500rpm，第二阶段共沉淀反应的搅拌速度为400～800rpm。
进一步地，上述第一阶段共沉淀反应的反应温度为50～80℃、反应时间为1～4h、pH值为5～10。
进一步地，上述第二阶段共沉淀反应的反应时间为0.5～1h。
进一步地，上述金属盐溶液中的金属盐包括金属Me盐、Zn盐和Fe盐，金属Me盐选自锰盐、镍盐、钴盐、铜盐和镁盐中的任意一种，且金属Me盐与Zn盐的摩尔比为1～5：1，优选金属盐溶液中总金属盐浓度为50～120g/L；优选沉淀剂溶液中的沉淀剂选自氢氧化钠、碳酸氢铵、草酸、草酸铵中的任意一种或多种，沉淀剂溶液中沉淀剂的质量含量为3～10％。
应用本发明的技术方案，由于本申请在共沉淀过程中使用了分散剂，因此有效缓解了共沉淀过程中颗粒的团聚；此外，本申请采用真空低温干燥对中性沉淀物进行干燥，有效避免了热风干燥等正压干燥过程中导致的压力对沉淀物颗粒的板结化影响，保持了中性沉淀物的高分散性，进而可以得到颗粒粒径较为均一的软磁铁氧体前驱体。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
如本申请背景技术所分析的，现有技术的化学沉淀法在共沉淀以及共沉淀后的沉淀干燥过程中，由于共沉淀形成的沉淀容易发生团聚，导致颗粒均一度降低，进而导致产品品质下降。为了解决该问题，本申请提供了一种共沉淀法制备软磁铁氧体前驱体的方法，该方法包括：步骤S1，将包括金属盐溶液、共沉淀剂溶液和分散剂的物料混合后进行共沉淀反应，得到具有沉淀物的浆液，该分散剂选自乙醇、乙二醇、乙二胺四乙酸(EDTA)、聚乙烯亚胺(PEI)、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种；步骤S2，对沉淀物进行洗涤，得到中性沉淀物；步骤S3，对中性沉淀物进行真空低温干燥，得到软磁铁氧体前驱体，真空低温干燥的温度为50～60℃。
由于本申请在共沉淀过程中使用了分散剂，因此有效缓解了共沉淀过程中颗粒的团聚；此外，本申请采用真空低温干燥对中性沉淀物进行干燥，有效避免了热风干燥等正压干燥过程中导致的压力对沉淀物颗粒的板结化影响，保持了中性沉淀物的高分散性，进而可以得到颗粒粒径较为均一的软磁铁氧体前驱体。
真空度越低，干燥速度应该越快，但是过快的干燥可能导致中性沉淀物在一定程度上的团聚并且会导致对设备的要求增加，为了尽可能控制真空低温干燥过程中的团聚并尽可能提高干燥效率，优选上述真空低温干燥的真空度为-0.06～-0.1MPa。
如前所记载，本申请通过在共沉淀过程中使用分散剂以及采用真空低温干燥来有效缓解颗粒团聚。在本申请一种实施例中，上述步骤S2包括：将沉淀物从浆液中分离；对沉淀物进行水洗至洗脱液为中性，得到水洗后沉淀物；对水洗后沉淀物进行醇洗，得到中性沉淀物，优选采用乙醇或甲醇对水洗后沉淀物进行醇洗，优选进行2～4次醇洗。在水洗去除沉淀物上的沉淀剂后，进一步进行醇洗，从而将沉淀物表面的沉淀剂替换为醇形成具有醇“包覆”的中性沉淀物，那么该中性沉淀物表面的醇在真空低温干燥过程中进一步可以缓解颗粒团聚，进而更有效提高颗粒均一性。
本申请将沉淀物从浆液中分离时可以采用过滤、抽滤、离心等常规方式，为了进一步提高分离效率，并避免分离时造成沉淀物板结，优选上述步骤S2采用磁选的方式将沉淀物从浆液中分离。利用沉淀物的软磁性，采用磁选的方式对沉淀物进行吸附，磁选吸附力相对于过滤、抽滤、离心等方式对沉淀物的作用力温和，进而有效避免了分离时造成的沉淀物板结。
在共沉淀过程中使用分散剂，在缓解沉淀物团聚的同时，也会导致金属盐和沉淀剂的接触反应性降低，为了避免分散剂的加入对共沉淀效率的影响，优选分散剂的体积与金属盐溶液和沉淀剂溶液总体积的体积比为0.05～0.1:100。
进一步地，为了进一步提高共沉淀效率并保证分散剂的作用充分发挥，优选上述步骤S1包括：将金属盐溶液与沉淀剂溶液加入反应釜中进行第一阶段共沉淀反应，待金属盐溶液与沉淀剂溶液加入完成后向反应釜中加入分散剂并进行第二阶段共沉淀反应。将共沉淀反应分成两个阶段进行，第一阶段由于沉淀物密度较小因此其团聚效应不明显，不加分散剂保证高效沉淀；待反应一段时间后，沉淀物密度增加，团聚的风险增加，此时再加入分散剂进行第二阶段共沉淀反应，从而有效降低了团聚的风险。此外，优选金属盐溶液和沉淀剂溶液分批次加入，以进一步促进沉淀反应的均匀性。
在本申请一种实施例中，为了提高共沉淀反应效率，优选上述步骤S1的过程中对物料进行搅拌，优选搅拌的速度为800～1500rpm。优选第一阶段共沉淀反应的搅拌速度为1000～1500rpm，第二阶段共沉淀反应的搅拌速度为400～800rpm。由于两个阶段的共沉淀反应体系不同，第一阶段共沉淀反应的主要目的是保证共沉淀的高效进行，此时采用相对较高的速度搅拌，一方面提高了底物的接触效率保证了反应的高效进行，另一方面通过搅拌也有效缓解了团聚的发生。第二阶段共沉淀反应在分散剂存在的体系中进行，分散剂可以起到缓解团聚的主要作用，搅拌器辅助作用。
本申请的共沉淀反应的温度条件可以参考现有技术，本申请为了进一步控制共沉淀反应的速度，优选上述第一阶段共沉淀反应的反应温度为50～80℃、反应时间为1～4h、pH值为5～10，通过pH值来控制沉淀剂的加入量。
在进行了上述长时间的第一阶段共沉淀反应后，第二阶段共沉淀反应在相对较短的时间内完成，优选上述第二阶段共沉淀反应的反应时间为0.5～1h。
本申请的上述方法适用于目前常规的软磁铁氧体前驱体的各种反应体系来合成目标组成的软磁铁氧体前驱体，其中优选地，上述金属盐溶液中的金属盐包括金属Me盐、Zn盐和Fe盐，金属Me盐选自锰盐、镍盐、钴盐、铜盐和镁盐中的任意一种，且金属Me盐与Zn盐的摩尔比为1～5：1，优选金属盐溶液中总金属盐浓度为50～120g/L；优选沉淀剂选自氢氧化钠、碳酸氢铵、草酸、草酸铵中的任意一种或多种，沉淀剂溶液中沉淀剂的质量含量为3～10％。上述浓度和物料组合，可以提高金属盐的沉淀率。
以下将结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。
采用纳米粒度仪对各实施例和对比例得到的前驱体材料的粒径以及粒径分布进行检测。
实施例1
将硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁按照摩尔比为0.6:0.4：2.0混合，配制总金属盐浓度为100g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为质量浓度为10％的氢氧化钠水溶液，分散剂为乙二醇。将配制好1000mL的金属盐水溶液与1150mL氢氧化钠水溶液缓慢多点加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为60℃，反应时间为2h，pH值为10.0，此过程设定搅拌桨的转速为1400rpm；停止加料后，加入分散剂，加入量为氢氧化钠水溶液和金属盐水溶液总体积的0.1％，继续搅拌0.5h完成共沉淀反应，此过程设定搅拌桨的转速为600rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，再加入乙醇溶液冲洗3次，得到中性的带有乙醇的沉淀物。将中性的带有乙醇的沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为50℃、真空度为-0.08MPa，干燥8h后得到分散性良好的纳米级锰锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为25nm，D10为20.8nm，D90为29.3nm。
实施例2
将氯化镁、氯化锌、氯化铁按照摩尔比为0.8:0.2：2.0混合，配制总金属盐浓度为120g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为浓度是8％的碳酸氢铵水溶液，分散剂为乙醇。将配制好1000mL的金属盐水溶液与1050mL碳酸氢铵水溶液缓慢加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为70℃，反应时间为3h，pH值为9.0，此过程设定搅拌桨的转速为1300rpm；停止加料后，加入分散剂，加入量为碳酸氢铵水溶液和金属盐水溶液总体积的0.1％，继续搅拌0.5h完成共沉淀反应，此过程设定搅拌桨的转速为800rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，再加入乙醇溶液冲洗3次，得到中性的带有乙醇的沉淀物。将中性的带有乙醇的沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为55℃、真空度为-0.06MPa，干燥6h后得到分散性良好的纳米镁锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为35nm，D10为29.8nm，D90为40.2nm。
实施例3：
将硝酸钴、硝酸锌、硫酸亚铁按照摩尔比为0.7:0.3：2.0混合，配制总金属盐浓度为80g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为浓度是9％的氢氧化钠水溶液，分散剂为EDTA。将配制好的1000mL的金属盐水溶液与950mL氢氧化钠水溶液缓慢加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为80℃，反应时间为3h，pH值为8.5，此过程设定搅拌桨的转速为1200rpm；停止加料后，加入分散剂，加入量为氢氧化钠水溶液和金属盐水溶液总体积的0.1％，继续搅拌0.5h完成共沉淀反应，此过程设定搅拌桨的转速为500rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，再加入乙醇溶液冲洗3次，得到中性的带有乙醇的沉淀物。将中性的带有乙醇的沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为50℃、真空度为-0.07MPa，干燥5h后得到分散性良好的纳米钴锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为30nm，D10为25.8nm，D90为36.3nm。
实施例4：
将硫酸镍、硫酸锌、硫酸亚铁按照摩尔比为0.8:0.2：2.0混合，配制总金属盐浓度为90g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为浓度是9％的氢氧化钠水溶液，分散剂为EDTA。将配制好的1000mL的金属盐水溶液与1050mL氢氧化钠水溶液缓慢加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为75℃，反应时间为3.5h，pH值为9.0，此过程设定搅拌桨的转速为1500rpm；停止加料后，加入分散剂，加入量为氢氧化钠水溶液和金属盐水溶液总体积的0.1％，继续搅拌0.5h完成共沉淀反应，此过程设定搅拌桨的转速为700rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，再加入乙醇溶液冲洗3次，得到中性的带有乙醇的沉淀物。将中性的带有乙醇的沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为55℃、真空度为-0.1MPa，干燥5h后得到分散性良好的纳米镍锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为35nm，D10为29.1nm，D90为39.9nm。
实施例5
将硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁按照摩尔比为0.6:0.4：2.0混合，配制总金属盐浓度为100g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为浓度为10％的氢氧化钠水溶液，分散剂为乙二醇。将配制好1000mL的金属盐水溶液与750mL氢氧化钠水溶液缓慢多点加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为50℃，反应时间为4h，pH值为7.0，此过程设定搅拌桨的转速为1500rpm；停止加料后，加入分散剂，加入量为氢氧化钠水溶液和金属盐水溶液总体积的0.1％，继续搅拌0.5h完成共沉淀反应，此过程设定搅拌桨的转速为600rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，再加入乙醇溶液冲洗3次，得到中性的带有乙醇的沉淀物。将中性的带有乙醇的沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为50℃、真空度为0.08MPa，干燥8h后得到分散性良好的纳米级锰锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为25nm，D10为19.0nm，D90为30.5nm。
实施例6
将硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁按照摩尔比为0.6:0.4：2.0混合，配制总金属盐浓度为100g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为浓度为10％的氢氧化钠水溶液，分散剂为乙二醇。将配制好1000mL的金属盐水溶液与500mL氢氧化钠水溶液缓慢多点加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为70℃，反应时间为4h，pH值为5.0，此过程设定搅拌桨的转速为1000rpm；停止加料后，加入分散剂，加入量为氢氧化钠水溶液和金属盐水溶液总体积的0.1％，继续搅拌0.5h完成共沉淀反应，此过程设定搅拌桨的转速为600rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，再加入乙醇溶液冲洗3次，得到中性的带有乙醇的沉淀物。将中性的带有乙醇的沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为50℃、真空度为0.08MPa，干燥8h后得到分散性良好的纳米级锰锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为40nm，D10为28.8nm，D90为52.3nm。
实施例7
将硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁按照摩尔比为0.6:0.4：2.0混合，配制总金属盐浓度为100g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为浓度为10％的氢氧化钠水溶液，分散剂为乙二醇。将配制好1000mL的金属盐水溶液与1300mL氢氧化钠水溶液缓慢多点加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为50℃，反应时间为6h，pH值为11.0，此过程设定搅拌桨的转速为800rpm；停止加料后，加入分散剂，加入量为氢氧化钠水溶液和金属盐水溶液总体积的0.1％，继续搅拌0.5h完成共沉淀反应，此过程设定搅拌桨的转速为600rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，再加入乙醇溶液冲洗3次，得到中性的带有乙醇的沉淀物。将中性的带有乙醇的沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为50℃、真空度为0.08MPa，干燥8h后得到分散性良好的纳米级锰锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为50nm，D10为33.9nm，D90为68.5nm。
实施例8
将硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁按照摩尔比为0.6:0.4：2.0混合，配制总金属盐浓度为100g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为浓度为10％的氢氧化钠水溶液，分散剂为乙二醇。将配制好1000mL的金属盐水溶液与1150mL氢氧化钠水溶液缓慢多点加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为60℃，反应时间为2h，pH值为10.0，此过程设定搅拌桨的转速为1400rpm；停止加料后，加入分散剂，加入量为氢氧化钠水溶液和金属盐水溶液总体积的0.3％，继续搅拌3h完成共沉淀反应，此过程设定搅拌桨的转速为800rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，再加入乙醇溶液冲洗3次，得到中性的带有乙醇的沉淀物。将中性的带有乙醇的沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为50℃、真空度为0.08MPa，干燥8h后得到分散性良好的纳米级锰锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为28nm，D10为22.5nm，D90为31.1nm。
实施例9
将硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁按照摩尔比为0.6:0.4：2.0混合，配制总金属盐浓度为100g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为浓度为10％的氢氧化钠水溶液，分散剂为乙二醇。将配制好1000mL的金属盐水溶液与1150mL氢氧化钠水溶液缓慢多点加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为60℃，反应时间为2h，pH值为10.0，此过程设定搅拌桨的转速为1400rpm；停止加料后，加入分散剂，加入量为氢氧化钠水溶液和金属盐水溶液总体积的0.05％，继续搅拌0.5h完成共沉淀反应，此过程设定搅拌桨的转速为400rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，再加入乙醇溶液冲洗3次，得到中性的带有乙醇的沉淀物。将中性的带有乙醇的沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为50℃、真空度为0.08MPa，干燥8h后得到分散性良好的纳米级锰锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为18nm，D10为15.2nm，D90为20.2nm。
实施例10
将硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁按照摩尔比为0.6:0.4：2.0混合，配制总金属盐浓度为100g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为浓度为10％的氢氧化钠水溶液，分散剂为乙二醇。将配制好1000mL的金属盐水溶液与1150mL氢氧化钠水溶液缓慢多点加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为60℃，反应时间为2h，pH值为10.0，此过程设定搅拌桨的转速为1400rpm；停止加料后，加入分散剂，加入量为氢氧化钠水溶液和金属盐水溶液总体积的0.1％，继续搅拌0.5h完成共沉淀反应，此过程设定搅拌桨的转速为600rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，再加入乙醇溶液冲洗3次，得到中性的带有乙醇的沉淀物。将中性的带有乙醇的沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为60℃、真空度为-0.05MPa，干燥8h后得到分散性良好的纳米级锰锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为25nm，D10为20.8nm，D90为29.4nm。
对比例1
将硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁按照摩尔比为0.6:0.4：2.0混合，配制总金属盐浓度为100g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为浓度为10％的氢氧化钠水溶液。将配制好的1000mL的金属盐水溶液与1150mL氢氧化钠水溶液缓慢多点加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为60℃，反应时间为2.5h，pH值为10.0，此过程设定搅拌桨的转速为1000rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，得到中性沉淀物。将中性沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为50℃、真空度为-0.07MPa，干燥8h后得到分散性良好的纳米级锰锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为115nm，D10为60.5nm，D90为145.8nm。
对比例2
将硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁按照摩尔比为0.6:0.4：2.0混合，配制总金属盐浓度为100g/L的金属盐水溶液。沉淀剂配制为浓度为10％的氢氧化钠水溶液，分散剂为乙二醇。将配制好的1000mL的金属盐水溶液与1150mL氢氧化钠水溶液缓慢多点加入反应釜中进行共沉淀反应，搅拌釜中设置搅拌桨，反应温度为60℃，反应时间为2h，pH值为10.0，此过程设定搅拌桨的转速为1400rpm；停止加料后，加入分散剂，加入量为氢氧化钠水溶液和金属盐水溶液总体积的0.1％，继续搅拌0.5h完成共沉淀反应，此过程设定搅拌桨的转速为600rpm。
共沉淀反应后得到的含磁性物质的浆料进行以磁选富集，富集后的沉淀物并用先用纯水反复冲洗至洗液为中性，得到中性沉淀物。将中性沉淀物放入真空干燥箱中，干燥温度为80℃、真空度为-0.08MPa，干燥8h后得到分散性良好的纳米级锰锌铁氧体前驱体材料，平均粒径为89nm，D10为42.0nm，D90为105.7nm。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
由于本申请在共沉淀过程中使用了分散剂，因此有效缓解了共沉淀过程中颗粒的团聚；此外，本申请采用真空低温干燥对中性沉淀物进行干燥，有效避免了热风干燥等正压干燥过程中导致的压力对沉淀物颗粒的板结化影响，保持了中性沉淀物的高分散性，进而可以得到颗粒粒径较为均一的软磁铁氧体前驱体。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种共沉淀法制备软磁铁氧体前驱体的方法，其特征在于，包括：
步骤S1，将包括金属盐溶液、共沉淀剂溶液和分散剂的物料混合后进行共沉淀反应，得到具有沉淀物的浆液，所述分散剂选自乙醇、乙二醇、乙二胺四乙酸、聚乙烯亚胺、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种；
步骤S2，对所述沉淀物进行洗涤，得到中性沉淀物；
步骤S3，对所述中性沉淀物进行真空低温干燥，得到所述软磁铁氧体前驱体，所述真空低温干燥的温度为50～60℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空低温干燥的真空度为-0.06～-0.1MPa。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
将所述沉淀物从所述浆液中分离；
对所述沉淀物进行水洗至洗脱液为中性，得到水洗后沉淀物；
对所述水洗后沉淀物进行醇洗，得到所述中性沉淀物，优选采用乙醇或甲醇对所述水洗后沉淀物进行醇洗，优选进行2～4次醇洗。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2采用磁选的方式将所述沉淀物从所述浆液中分离。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散剂的体积与所述金属盐溶液和所述沉淀剂溶液总体积的体积比为0.05～0.1:100。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
将所述金属盐溶液与所述沉淀剂溶液加入反应釜中进行第一阶段共沉淀反应，待所述金属盐溶液与所述沉淀剂溶液加入完成后向所述反应釜中加入分散剂并进行第二阶段共沉淀反应，优选所述金属盐溶液和所述沉淀剂溶液分批次加入。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S1的过程中对所述物料进行搅拌，优选搅拌的速度为800～1500rpm，优选所述第一阶段共沉淀反应的搅拌速度为1000～1500rpm，所述第二阶段共沉淀反应的搅拌速度为400～800rpm。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一阶段共沉淀反应的反应温度为50～80℃、反应时间为1～4h、pH值为5～10。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二阶段共沉淀反应的反应时间为0.5～1h。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述金属盐溶液中的金属盐包括金属Me盐、Zn盐和Fe盐，所述金属Me盐选自锰盐、镍盐、钴盐、铜盐和镁盐中的任意一种，且所述金属Me盐与Zn盐的摩尔比为1～5：1，优选所述金属盐溶液中总金属盐浓度为50～120g/L；优选所述沉淀剂溶液中的沉淀剂选自氢氧化钠、碳酸氢铵、草酸、草酸铵中的任意一种或多种，所述沉淀剂溶液中沉淀剂的质量含量为3～10％。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115504779A (zh) * 2022-11-01 2022-12-23 安徽虹泰磁电有限公司 一种锰锌铁氧体磁性材料及其制备方法
CN115536071A (zh) * 2022-10-17 2022-12-30 广西师范大学 一种用沉淀法制备球形纳米金属盐沉淀颗粒的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103232231A (zh) * 2013-04-09 2013-08-07 昆明理工大学 一种尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法
CN105161246A (zh) * 2015-08-21 2015-12-16 盐城工学院 一种镍锌铁氧体/聚丙烯酸纳米复合材料及其制备方法
CN107697954A (zh) * 2017-11-16 2018-02-16 成都华田生物技术有限公司 提高质量的磁性纳米微球制备方法
WO2018187925A1 (zh) * 2017-04-11 2018-10-18 深圳市佩成科技有限责任公司 基于微波合成进行中空结构Fe2O3制备的方法
CN108807968A (zh) * 2018-08-09 2018-11-13 中国恩菲工程技术有限公司 镍钴锰三元前驱体材料及其合成方法
CN111072070A (zh) * 2019-12-24 2020-04-28 周口师范学院 一种高饱和磁化超顺磁多孔铁氧体微球的制备方法
CN112551572A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 广西晶联光电材料有限责任公司 一种大比表面积纳米氧化铟的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103232231A (zh) * 2013-04-09 2013-08-07 昆明理工大学 一种尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法
CN105161246A (zh) * 2015-08-21 2015-12-16 盐城工学院 一种镍锌铁氧体/聚丙烯酸纳米复合材料及其制备方法
WO2018187925A1 (zh) * 2017-04-11 2018-10-18 深圳市佩成科技有限责任公司 基于微波合成进行中空结构Fe2O3制备的方法
CN107697954A (zh) * 2017-11-16 2018-02-16 成都华田生物技术有限公司 提高质量的磁性纳米微球制备方法
CN108807968A (zh) * 2018-08-09 2018-11-13 中国恩菲工程技术有限公司 镍钴锰三元前驱体材料及其合成方法
CN111072070A (zh) * 2019-12-24 2020-04-28 周口师范学院 一种高饱和磁化超顺磁多孔铁氧体微球的制备方法
CN112551572A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 广西晶联光电材料有限责任公司 一种大比表面积纳米氧化铟的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周张健主编: "《无机非金属材料工艺学》", 31 January 2010, 中国轻工业出版社 *
柳云骐等: "《材料化学》", 28 February 2013, 中国石油大出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115536071A (zh) * 2022-10-17 2022-12-30 广西师范大学 一种用沉淀法制备球形纳米金属盐沉淀颗粒的方法
CN115504779A (zh) * 2022-11-01 2022-12-23 安徽虹泰磁电有限公司 一种锰锌铁氧体磁性材料及其制备方法

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