[發明專利]一種離子液體輔助微波輻射法合成鐵酸錳納米線材料的合成方法

有效

• 申請號: 201310549046.4
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103553141A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 周榮;劉蓉芳;李春生;孫嬿;胡一雯;王彥笛
• 申請（專利權）人: 太原理工大學;河北聯合大學
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;B82Y30/00;B82Y40/00
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【技術領域】：本發明屬于無機納米材料制備技術領域，特別是涉及一種離子液體輔助微波輻射法合成鐵酸錳納米線材料的合成方法。

【背景技術】：鐵酸錳納米材料是無機化合物材料體系中的重要組成部分，其因含有晶體結構特殊的而在電化學、催化材料、生物醫藥、永磁材料、光電子學等重要功能領域展現光明的應用前景，已經成為納米科學的研究熱點之一。

近年來，鐵酸錳材料的微觀結構控制與性能研究已步入快速發展階段。特別地，鐵酸錳納米材料因具有獨特的尖晶石型鐵氧體晶體結構特性，而在傳感器制備、催化氧化、鋰離子電池及超級電容器方面具有光明的應用前景。但就材料合成而言，通常采用高溫固相法、機械球磨法、溶膠-凝膠法、共沉淀法、電紡絲法、水熱法、微乳法等(SafontsevaNY，Nikiforov?IY.Phys.Solid?State2001，43，61；Sun?SH，Zeng?H，Robinson?DB.J.Am.Chem.Soc.2004，126，273；Wang?X，Zhuang?J，Peng?Q，et?al.Nature2005，437，121；Zhang?GY，Li?CS，Chen?J，et?al.Sensors?ActuatorsB.2007,120，403；Jia?X，Chen?DR，Jiao?XL，et?al.J.Phys.Chem.C2008，112，911；Zhen?L，He?K，Xu?CY，J.Magn.Magn.Mater2008，320，2672；Wang?J，Chen?QW，Hou?BY，et?al.Eur.J.Inorg.Chem.2004，1165；Ju?YW,Park?JH，Jung?HR，et?al.Compos.Sci.Technol.2008，68，1704；Lee?Y，Lee?J，Bae?CJ，et?al.Adv.Funct.Mater.2005，15，503；Ding，J，McCormick，P.G.，Street，R.，J.Magn.Magn.Mater.，1997，171(3)，309-314)，其主要問題在于這些常規工藝在快速合成尺寸均一、形貌規整的特定維度鐵酸錳納米材料方面還存在一定技術難度，尤其是較少文獻涉及采用離子液體輔助微波輻射法，高效可控制備具有一維結構的鐵酸錳納米線材料。與上述傳統合成手段相比，離子液體輔助微波輻射法在鐵酸錳納米線合成方面展現一定優勢，其是通過輻射、對流、傳導三種綜合作用由表及里快速傳熱，使鐵酸錳納米線晶核在電磁場中因介質損耗而產生介電加熱效應(Yuan?LY,Xu?C，Peng?J，Xu?L，Zhai?ML，Li?JQ，Wei?GS，Shen?XH.Dalton?Trans.，2009，7873-7875；Yang?LX，Zhu?YJ，Wang?WW，Tong?H，Ruan?ML.J.Phys.Chem.B，2006，110,6609-6614；Antonietti?M，Kuang?DB，Smarsly?B，Zhou?Y.Angew.Chem.，Int.Ed.，2004，43，4988-4922.)。目前，鐵酸錳材料極難高效合成納米材料的核心科學問題是反應過程中成核和生長速率過快，且不能按照晶體結構習性導向材料生長方向。因此，針對現有制備技術的不足，本發明專利提供一種離子液體輔助微波輻射法合成鐵酸錳納米線材料的合成方法，以蒸餾水為溶劑，采用三己基十四烷基氯化膦([P6,6,6,14][Cl])離子液體()輔助微波輻射法高效合成出鐵酸錳超長納米線材料。其特點在于：三己基十四烷基氯化膦([P6,6,6,14][Cl])離子液體為輔助微波輻射的重要結構導向劑，其離子液體在一維納米材料的生長和物相控制發揮了重要作用，其可優化反應歷程實現目標產物物相的合成目的；微波輻射合成工藝具有反應時間短、工藝簡單、節能高效、實驗參數易調控、產物一維結構優異等突出優勢，此外該技術路線為探索鐵酸錳納米線材料微觀形貌與應用性質之間的內在關系奠定了技術基礎。

【發明內容】：本發明專利的內容在于提供一種離子液體輔助微波輻射法合成鐵酸錳納米線材料的合成方法，其特點在于以蒸餾水為溶劑，采用三己基十四烷基氯化膦([P6,6,6,14][Cl])離子液體輔助微波輻射法高效合成出鐵酸錳超長納米線材料，本發明專利的實質性特點和創新性是：微波輻射合成工藝具有反應時間短、工藝簡單、節能高效、實驗參數易調控、產物一維結構優異等突出優勢，此外該技術路線為探索鐵酸錳納米線材料微觀形貌與應用性質之間的內在關系奠定了技術基礎。