[發(fā)明專利]一種滑石-鐵氧體納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410282261.7
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104071848A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設計）人: 陳雪剛;秦文莉;葉瑛;劉舒婷;閆康康;紀曉聲;李林蔚;夏枚生
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;C01G45/00;C01G49/08;C01B13/14;B82Y30/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

技術領域

本發(fā)明涉及復合材料及其制備方法，尤其涉及一種滑石-鐵氧體納米復合材料及其制備方法。

背景技術

滑石是一種常見的層狀硅酸鹽礦物，具有非常柔軟和滑膩的手感，摩斯硬度僅為1。由于滑石的物理化學性質，目前滑石主要應用于耐火材料、造紙、橡膠的填料、絕緣材料、潤滑劑、農藥吸收劑、皮革涂料、化妝材料及雕刻用料等領域。然而，與一般層狀硅酸鹽礦物不同的是，滑石被公認為是一種不可插層的礦物，這大大地限制了滑石在功能礦物領域的發(fā)展。

然而由于滑石被公認為是一種不可插層的礦物（Phys?Chem?Minerals,1991,17:611-616），將陽離子或陰離子插層進入滑石層間這個難題一直困擾著研究人員。此外，由于滑石層間的約束力和限域作用，將鐵氧體納米微粒插入滑石層間將極大地增強其活性、降低其粒徑并改變其晶格特征，因此有可能得到具有優(yōu)異性能的鐵氧體納米復合材料。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種滑石-鐵氧體納米復合材料及其制備方法。

本發(fā)明創(chuàng)新性地利用滑石層間的疏水性，采用金屬有機物作為鐵氧體前驅體，從而制備了具有獨特結構的滑石-鐵氧體納米復合材料。鐵氧體納米微粒位于滑石層間，與粘土礦物緊密結合。由于滑石層間的約束力和限域作用，這種新型的結構具有粒徑均一、結構穩(wěn)定、過程可控等優(yōu)點。該納米復合材料在難降解廢水處理、電磁波吸收、藥物載體、磁性共振成像等領域具有潛在的用途。

一種滑石-鐵氧體納米復合材料，它包括滑石和尖晶石型鐵氧體納米微粒，鐵氧體納米微粒位于滑石層間；所述的鐵氧體的結構通式為AB₂O₄，A為Mn²⁺、Fe²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Co²⁺或Zn²⁺中的一種或多種，B為Fe³⁺或Mn³⁺。

一種滑石-鐵氧體納米復合材料的制備方法，步驟如下：?

1)?經分離提純的滑石，加5至10倍重量，濃度3%至10%的鹽酸，再加入相當于滑石重量0.5%至2%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在室溫下反應6～24小時，期間不斷攪拌；

2)?所得產物過濾或離心脫水清洗后，60至150℃烘干；

3)?將0.05～0.5摩爾的二價金屬有機物與0.1～1摩爾的三價金屬有機物以摩爾比為1:2加入到0.1～2升有機溶劑中，混合攪拌均勻后得到鐵氧體前驅體；

4)?將100克步驟2）的產物加入到步驟3）所得的鐵氧體前驅體中，混合攪拌均勻后在高剪切研磨機中研磨0.5至5小時；所得產物60～150?℃烘干后置于爐中，450～900℃煅燒0.5～3小時，冷卻后取出，即得滑石-鐵氧體納米復合材料。

優(yōu)選地，所述的二價金屬有機物為商業(yè)或自制的Mn²⁺、Fe²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Co²⁺或Zn²⁺的油酸鹽、硬脂酸鹽或檸檬酸鹽中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述的三價金屬有機物為商業(yè)或自制的Fe³⁺或Mn³⁺的油酸鹽、硬脂酸鹽或檸檬酸鹽中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述的有機溶劑為乙醇、四氫呋喃、氯仿、二甲基甲酰胺、丙酮或正己烷中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述的高剪切研磨機為球磨機、輥磨機、棒磨機、珠磨機中的一種。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出的滑石-鐵氧體納米復合材料及其制備方法充分利用了天然的滑石礦物為原材料，得到的復合材料中，鐵氧體納米微粒位于層間，解決了滑石層間難以插層的難題；由于滑石層間對鐵氧體微粒的限域作用，得到的復合材料具有許多獨特的物理化學性質，在難降解廢水處理、電磁波吸收、藥物載體、磁性共振等領域具有潛在的用途。本發(fā)明提出的滑石-鐵氧體納米復合材料及其制備方法，工藝流程簡單，材料結構新穎，潛在用途廣泛，具有很強的應用價值。天然的滑石產量大，成本低，本發(fā)明為滑石的研究和大規(guī)模應用開辟了道路。

具體實施方式

本發(fā)明提出了一種滑石-鐵氧體納米復合材料及其制備方法。具體實施方式包括以下步驟：