專利名稱：尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱制備法的制作方法
技術領域：
本發明涉及尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱法制備，屬于納米粉體制備技術領域。
背景技術：
尖晶石型鐵氧體(MeFe2O4, M為金屬離子Co2+，Zn2+, Mn2+, Ni2+等)作為ー類重要的功能材料，廣泛應用于電子、通訊和化工行業。現在的器件都向 微型化發展，對尖晶石型鐵氧體性能的要求也越來越高，用傳統的陶瓷エ藝制備尖晶石型鐵氧體材料已不能滿足高性能材料的要求。傳統的陶瓷方法，需要很高的溫度和很長的反應時間，而且伴隨研磨，這樣不僅消耗大量的能源，而且容易導致雜質的產生。新型尖晶石型鐵氧體粉體制備エ藝要求確保粉體的物理、化學性能，降低生產過程中的能量損耗，保護環境，盡可能采用低溫燒結。化學法制備尖晶石型鐵氧體在近幾年引起了人們的廣泛注意，化學合成法制得的材料顆粒尺寸、形狀、組分可控，而且材料的性能可根據條件進行改善，發展較快的制備納米尖晶石型鐵氧體的方法有溶膠-凝膠法、化學共沉淀法、前驅體熱解法、水熱法、自蔓延燃燒法、微乳法和模板法等。其中水熱合成法是材料在高溫高壓封閉體系的水溶液(或蒸汽等流體)中合成，再經分離和后處理而得到所需材料的方法。與其它方法相比，水熱法不需要高溫燒結，合成溫度較低，產物直接為晶態。當在恒溫、恒壓下反應時，容易生成結晶度高、粒度易控、形狀比較規則的完美晶體。它具有步驟簡潔，制備的納米材料團聚少，顆粒直徑小，材料的晶化程度高等優點，因而此法已被廣泛應用于納米鐵氧體材料的制備。水熱反應的特點是影響因素較多，如溫度、壓力、時間、濃度、酸堿度、物料種類、配比、填充度、填料順序以及反應釜的性能等均對水熱合成反應有影響。在微電子技術高速發展的今天，尖晶石型鐵氧體的制備，因存在エ藝過程復雜，條件難以控制，成本高，不能確保物理、化學性能要求等問題，而面臨新的機遇與挑戰。迄今為止，尚沒有ー種不使用強堿制備尖晶石型鐵氧體的水熱制備方法。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的不足和缺陷，而提供一種尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱法制備。它具有步驟簡潔，制備的納米材料團聚少，顆粒直徑小，材料的晶化程度高等優點，便于獲得性能優良的納米材料。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現根據所要制備的具體種類的尖晶石型鐵氧體，選擇恰當的摩爾比配制溶液，然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至沉淀完全，最后在不銹鋼反應釜中進行水熱反應，獲得尖晶石型鐵氧體納米粉體。尖晶石型鐵氧體水熱法制備方法，具體包括以下步驟
I、取 Zn (NO3) 2·6Η20，Co (NO3) 2·6Η20，NiCl2.6H20 中的ー種或兩種，另取 Fe (NO3) 3·9Η20，將兩者按恰當的摩爾比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩定的溶液。
2、在上述透明且穩定的溶液中逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至沉淀完全，并將產物用去離子水離心清洗3次以上。3、在上述清洗后的產物中加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中進行190°C —200°C下水熱反應6小時。4、將反應后的產物用去離子水進行離心清洗，即可獲得尖晶石型鐵氧體納米粉體。本發明采用水熱法制備尖晶石型鐵氧體納米粉體，選用こ醇胺和氨水作為礦化齊U，制備エ藝操作簡單。制備出的樣品粒子呈球形，大小均勻，粒徑約20nm左右，分散性良好。
圖I為本發明實施例3制備出的CoFe2O4樣品的X射線衍射 圖2為本發明實施例4制備出的CoFe2O4樣品的透射電鏡圖片。
具體實施例方式以下通過具體的實施例對本發明的技術方案作進ー步詳細描述。以下實施例不構成對本發明的限定。實施例I
將Ζη(Ν03)2·6Η20，Fe (NO3)3^H2O按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中，在190°C下水熱反應6h，將產物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米
^nFe2O, ο實施例2
將Ζη(Ν03)2·6Η20，Fe (NO3)3 · 9Η20按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中，在200°C下水熱反應6h，將產物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米
^nFe2O, ο實施例3
將Co(N03)2*6H20，Fe (NO3)3^H2O按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中，在190°C下水熱反應6h，將產物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米CoFe2O, ο實施例4
將Co(N03)2*6H20，Fe (NO3)3^H2O按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅 色澄清透明且穩定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中，在200°C下水熱反應6h，將產物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米CoFe2O, ο實施例5
將 NiCl2.6H20，Zn (NO3) 3*6H20, Fe (NO3) 3·9Η20 按摩爾比 O. 5:0. 5:2 的比例完全溶于去離子水中，然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中，在190°C下水熱反應6h，將產物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米(Nia5Zna5)Fe2CV實施例6
將 NiCl2.6H20，Zn (NO3) 3*6H20, Fe (NO3) 3·9Η20 按摩爾比 O. 5:0. 5:2 的比例完全溶于 去離子水中，然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中，在200°C下水熱反應6h，將產物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米(Nia5Zna5)Fe2CV實施例7
將NiCl2*6H20，Fe (NO3) 3·9Η20按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中，在190°C下水熱反應6h，將產物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米ZnFe2CV實施例8
將NiCl2*6H20，Fe (NO3)3 · 9H20按摩爾比1:2的比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩定的溶液。然后逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至完全沉淀。將獲得的產物用去離子水離心清洗3次。然后加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中，在200°C下水熱反應6h，將產物用去離子水離心清洗3次，即可獲得納米ZnFe204。本發明所涉及的粉末X射線衍射儀器用的是D/max2550VL/PC型X射線衍射儀；表征形貌所用儀器是JEOL JEM-2100F高分辨透射電子顯微鏡。圖I為實施例3制備的CoFe2O4樣品的X射線衍射圖譜。圖譜中可以看到CoFe2O4樣品的衍射峰，并沒有檢測到第二相。圖2為實施例4制備的CoFe2O4樣品的透射電鏡圖片。可以看出納米CoFe2O4粒子呈球形，大小均勻，粒徑10-40nm,分散性良好。用本發明的方法能夠很容易的制備出形狀呈球形，大小均勻，粒徑幾十納米，分散性良好的尖晶石型鐵氧體粉體。這對尖晶石型鐵氧體在電子、通訊及化工領域中應用具有重大的意義。
權利要求
1.一種尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱制備法，其特征在于，包括以下步驟1)將Zn (NO3) 2·6Η20，Co (NO3) 2·6Η20，NiCl2.6H20 中的ー種或兩種和 Fe (NO3) 3·9Η20 按恰當的摩爾比例完全溶于去離子水中，獲得棕紅色澄清透明且穩定的溶液； 2)逐滴加入こ醇胺并不斷攪拌直至沉淀完全,并將產物用去離子水離心清洗3次； 3)加入氨水，并將混合物放入帶有聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中進行水熱反應； 4)將反應后的產物用去離子水進行離心清洗，即可獲得尖晶石型鐵氧體納米粉體。
2.根據權利要求I所述的尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱制備法，其特征在于，使用氨水和こ醇胺作為礦化劑，氨水和こ醇胺的加入順序為先加入こ醇胺至完全沉淀，離心清洗后再加入氨水在反應釜中進行水熱反應。
全文摘要
本發明涉及尖晶石型鐵氧體納米粉體的水熱制備法，選用六水硝酸鋅[Zn(NO3)3 6H2O]、六水硝酸鈷[Co(NO3)2 6H2O]、六水氯化鎳[NiCl2 6H2O]、九水硝酸鐵[Fe(NO3)3 9H2O]為原料,氨水[NH3 H2O]、乙醇胺[C2H7NO]為礦化劑。本發明采用氨水和乙醇胺作為礦化劑，所制備的材料的粒子呈球形，大小均勻，粒徑約幾十納米，分散性良好。所采用的水熱制備方法操作簡單、成本低廉，對尖晶石型鐵氧體作為一種性能優良的重要工業軟磁材料和催化劑,廣泛應用于電子、通訊和化工行業具有重要意義。
文檔編號C04B35/626GK102649639SQ20121014072
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者劉河洲, 劉紅艷, 楊濤, 郭益平, 金政元 申請人:上海顏鈦實業有限公司