[發明專利]一種硬模板法制備的磁性鈷鐵鐵氧體及其制備方法

無效

• 申請號: 200810113772.0
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN101354940A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 徐慶紅;紀雪梅;馬吉山
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: H01F1/10
• 分類號: H01F1/10;C04B35/26;C04B35/64
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 何俊玲

技術領域

本發明涉及新型鈷鐵鐵氧體及其制備方法，具體涉及微米磁管狀及納米粒子狀等特殊形狀鈷鐵鐵氧體及其制備方法。所制備的鈷鐵鐵氧體納米粒子對有機染料甲基橙具有良好的紫外光降解性能。

背景技術

尖晶石型復合金屬氧化物AB₂O₄是一類重要的無機非金屬材料，其具有高熔點、高機械強度、低介電常數和優良的光學性能，在催化、電化學、磁性、染色、工業耐火等領域有著廣泛的應用，尤其納米AB₂O₄粒子的成功制備，更加拓寬了該類材料的應用前景。

通常情況下尖晶石型復合金屬氧化物的制備方法主要有以下幾種：

a、化學共沉淀-焙燒法。該方法系傳統制備方法，是將原料或前驅體在高溫下焙燒得到目標產物。例如，在文獻J.Mater.Sci.Lett.，1991，10(8)：474-476中，Pandya等人利用非水滑石前驅體法、通過共沉淀及高溫氧化制得了粒徑為50納米的粉體CuFe₂O₄。在專利ZL200410062750.8中，通過先合成M₁²⁺/M₂²⁺/Fe³⁺水滑石，然后以其作為前驅體，在1100℃高溫下焙燒得到尖晶石型鐵氧體，但該方法得到直徑為微米級粉體鐵氧體粒子，且粒徑分布不均。

b、溶膠凝膠法，這是在20世紀90年代發現的一種濕化學合成法。但該反應工藝條件不易控制，原料多數是有機物，成本高且對人體有害。在文獻J.Mater.Res.1993，8：1418-1427中，R.J.Willey等人利用該方法合成得到了鐵氧體MgFe₂O₄。

另外還有水熱法、噴霧熱解法、微乳液法、超臨界法、沖擊波合成法、微波場下濕法合成、爆炸法以及高能球磨法等方法。

以上各種合成制備方法都是在均相中進行的，得到物質大部分呈顆粒狀。同時由于高溫燒結等因素的影響，使得合成顆粒具有粒徑較大、粒徑分布不均一的特點。隨著電子工業的發展，尤其是微電子器件應用的需要，合成尺度均一的微管狀或粒狀鐵氧體成為必要。

本發明介紹一種以優質細紙纖維和脫脂爆化玉米等為硬模板、以Co²⁺Fe²⁺Fe³⁺-LDH為前驅體合成微米管狀或納米粒狀鐵氧體的方法、以及合成的納米粒狀鐵氧體對有機染料的優異紫外光降解性能。經過文獻及專利查詢，該方法未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種硬模板法合成尺寸均勻的鈷鐵鐵氧體及其制備方法。即以紙纖維或多空有機物為硬模板、在硬模板表面及孔內合成Co²⁺Fe²⁺Fe³⁺-LDH，再經焙燒得到磁性鈷鐵鐵氧體，由于硬模板的阻隔和吸附而產生的水滑石位置固定作用，極大地避免了燒結現象發生；從而得到形狀一致、粒度均勻的鈷鐵鐵氧體。

本發明制備的磁性鈷鐵鐵氧體的形狀是管狀或顆粒狀，飽和磁化強度為69-72emu·g^-1；其中管狀磁性鐵氧體的管徑為0.3-1.0微米，管長為0.8-1.5微米，且分布均勻；顆粒狀磁性鐵氧體的粒徑為50-80納米，且分布均勻。

磁性鈷鐵鐵氧體的制備方法是，在硬模板表面及孔內合成Co²⁺Fe²⁺Fe³⁺-LDH，經洗滌、減壓抽濾和干燥得到Co²⁺Fe²⁺Fe³⁺-LDH/硬模板吸附組裝體，經焙燒得到鈷鐵鐵氧體。

具體制備步驟如下：

A、在氮氣保護下，用3.9克Co(NO₃)₂·6H₂O、4.6克FeSO₄·7H₂O和2.6克Fe₂(SO₄)₃與50.0毫升去離子水配制Co(NO₃)₂·6H₂O、FeSO₄·7H₂O和Fe₂(SO₄)₃的混合溶液，