[發明專利]一種鉍微米顆粒及其制備方法

在審

• 申請號: 201410852761.X
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104525940A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 馬瓏瓏;楊超;田亞洋;田熙科;周朝昕;王龍艷;羅東岳
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(武漢)
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/24
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 周宗貴;劉榮

技術領域

本發明提供了一種鉍微米顆粒，具體涉及一種堿性環境下制備高巨磁效應鉍微米顆粒的方法，屬于化學化工、功能微納材料技術領域。

背景技術

巨磁電阻效應是指由外加磁場引起的材料電阻的巨大變化的現象，可用于磁記錄、磁頭讀出、磁信息存儲、巨磁電阻傳感器、磁電子學等信息科技領域。

鉍是一種半金屬，其高各向異性的費米面、低載流子濃度以及其小的載流子有效質量使得其具有獨特的電學性質。由于鉍具有大的費米波長以及長的載流子平均自由程，因而大量研究集中在其量子傳輸及尺寸限域效應。極小的載流子有效質量和平均自由程使得鉍具有非常好的巨磁阻效應，鉍單質包括薄膜、塊體以及各種形貌的納米材料均已被成功合成并進行研究，其涉及的合成工藝包括了化學或物理氣相沉積、電化學沉積、溶液還原法等等。其中鉍單質微米單晶薄膜的巨磁效應最為優良，而塊體、各種形貌納米材料的巨磁電阻均難以達到300％以上。結晶度極高的鉍微米顆粒具有更長的載流子平均自由程，因而具有相對于塊體材料或納米材料更好的巨磁阻效應，而合成鉍微米顆粒以及堿性條件下合成鉍單質尚無文獻報道。

發明內容

本發明提供了一種鉍微米顆粒，解決了背景技術中的不足，該鉍微米顆粒在低溫下正巨磁阻為700％以上，室溫下正巨磁阻為180％以上，其制備方法簡單。

實現本發明上述目的所采用的技術方案為：

一種鉍微米顆粒，所述的顆粒為鉍單質，其粒徑為1～3μm，顆粒呈球形或多面體狀，采用以下方法制備：將鉍源和模板劑加入乙二醇中，攪拌至完全溶解，隨后邊攪拌將溶液的pH值調節至大于10，待溶質完全溶解后，將溶液轉移至密閉的聚四氟乙烯內襯高壓反應釜中，在160～200℃的條件下反應10h以上，反應結束后將所得產物離心或過濾后，洗滌除去殘留溶質后，烘干冷卻即可制得鉍微米顆粒。

所述的鉍源為硝酸鉍或醋酸鉍，所述的模板劑為CTAC，或CTAC與PVP混合而成的雙表面活性劑，所述鉍源與模板劑的摩爾比為0.5～3：1。

采用KOH的乙二醇溶液來調節溶液的pH值至大于10。

與現有技術相比，本發明所提供的鉍微米顆粒的制備方法簡單，于堿性條件下制備了單質鉍晶體微米顆粒。其形貌較為均一，為球形或多面體，粒徑為1～3μm。所制備得到的鉍微米顆粒在低溫下正巨磁阻達到700％，室溫下巨磁阻約180％。

附圖說明

圖1為本發明實施例所提供的鉍微米顆粒的SEM照片；

圖2為本發明實施例所提供的鉍微米顆粒的XRD圖；

圖3為目標產物磁場強度—磁阻曲線(T＝10K，300K)。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做詳細具體的說明，但是本發明的保護范圍并不局限于以下實施例。

實施例1

本實施例中所制備的鉍微米顆粒采用以下方法制得：將3mmol硝酸鉍及3mmol?CTAC加入到60mL乙二醇中，在500r/min下攪拌至溶解，然后向其中滴加1mol/L的KOH的乙二醇溶液，至pH大于10。得到澄清溶液，繼續攪拌1h后，將溶液轉移至密閉的聚四氟乙烯內襯高壓反應釜中，并置于180℃鼓風烘箱中反應12h，自然冷卻后取出，將所得產物抽濾，使用去離子水洗至中性，使用乙醇洗去模板劑。最后將濾得的產物于60℃真空干燥12h得到目標產物。

本實施例所提供的鉍微米顆粒的場發射掃面電鏡照片如圖1所示，由圖1中可以看出，所述的鉍微米顆粒的粒徑為1～3μm，顆粒呈球形或多面體狀。本實施例所制備的鉍微米顆粒的XRD圖如圖2所示。本實施例所制備的鉍微米顆粒的磁場強度—磁阻曲線圖如圖3所示，由圖3中可以看出，所述鉍微米顆粒在低溫(10K)下正巨磁阻為700％以上，室溫(300K)下正巨磁阻為180％以上。

實施例2

本實施例中所制備的鉍微米顆粒采用以下方法制得：將3mmol醋酸鉍及2.5mmol?CTAC加入到60mL乙二醇中，在500r/min下攪拌至溶解，然后向其中滴加1mol/L的KOH的乙二醇溶液，至pH大于10。得到澄清溶液，繼續攪拌1h后，將溶液轉移至密閉的聚四氟乙烯內襯高壓反應釜中，并置于160℃鼓風烘箱中反應12h，自然冷卻后取出，將所得產物抽濾，使用去離子水洗至中性，使用乙醇洗去模板劑。最后將濾得的產物于60℃真空干燥12h得到目標產物。

實施例3