[發(fā)明專利]一種可控合成不同微觀形貌納米磁鐵礦的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710014994.6
• 申請(qǐng)日: 2017-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN106892463B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘遠(yuǎn)紅;余林;陳智鋒;葉飛;程高
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G49/08
• 分類號(hào): C01G49/08;B82Y40/00
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 楊曉松

本發(fā)明涉及一種可控合成不同微觀形貌(包括立方體、八面體、薄餅狀和棒狀)納米磁鐵礦的方法。其步驟如下：將FeSO4·7H2O溶于去離子水中，添加適量冰醋酸混合均勻；攪拌下緩慢加入NaOH、NaNO3和水合肼的混合溶液，待滴加完畢后加入聚乙二醇600，經(jīng)超聲混合，再將懸濁液置于微波催化合成儀中進(jìn)行反應(yīng)；待反應(yīng)完成后，經(jīng)洗滌、冷凍干燥得到不同微觀形貌納米磁鐵礦。本發(fā)明采用微波輻射硝酸鹽氧化法，能有效可控合成不同微觀形貌納米磁鐵礦。本方法原料廉價(jià)易得、成本低、合成工藝簡(jiǎn)單高效、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定且重復(fù)性好，得到的磁鐵礦納米材料有望用于制藥、磁性功能材料及環(huán)境污染廢水治理等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機(jī)納米材料的合成領(lǐng)域，具體涉及一種可控合成不同微觀形貌(包括立方體、八面體、薄餅狀和棒狀)納米磁鐵礦的方法。

背景技術(shù)

作為地表系統(tǒng)中的重要鐵氧化物，磁鐵礦具有分布廣泛、儲(chǔ)量豐富、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、表面催化活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在催化領(lǐng)域的地位非常重要，可作為主催化劑、助催化劑或磁性載體，被廣泛用于有機(jī)和無機(jī)小分子的催化氧化(Baeza A.,et al.,ChemCatChem,2016,8(1):49-67)，同時(shí)，可有效吸附-催化降解環(huán)境中各種污染物(紡織染料、持久性有機(jī)污染物和重金屬等。此外，因其具有良好的磁學(xué)、電學(xué)和物理化學(xué)性質(zhì)，還被廣泛應(yīng)用于冶金、鑄造、制藥和磁性功能材料等眾多領(lǐng)域，被認(rèn)為是一類頗具應(yīng)用前景的礦物材料(Munoz M.,et al.,Applied Catalysis B:Environmental,2015,176-177:249-265)。

納米尺度的磁鐵礦具有優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)，這些性質(zhì)與其粒子尺寸和微觀形貌密切相關(guān)，而粒子的大小、形貌和微結(jié)構(gòu)主要取決于制備途徑。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已成功合成出多種不同微觀形貌的微/納米磁鐵礦，包括納米線、納米薄膜、納米球、納米棒及微/納米立方和八面體等。涉及的制備方法很多，包括固相法、氣相法和液相法三大類。固相法具有無溶劑、工藝簡(jiǎn)單和成本低等優(yōu)點(diǎn)，但產(chǎn)物形貌不易控制，易發(fā)生燒結(jié)團(tuán)聚或混入雜質(zhì)，嚴(yán)重影響性能。氣相法可以有效地控制合成材料的形貌(管狀、枝狀、纖維狀和薄膜狀)和晶體結(jié)構(gòu)(Kuai L.,et al.,Sci Rep,2015,5：9923；Rao P.M.,et al.,Nano Lett,2011,11(6):2390-2395)，但其設(shè)備復(fù)雜、生產(chǎn)過程能耗高、產(chǎn)出率低、成本高，使其規(guī)模化制備受到了很大限制。相比之下，液相法具有操作簡(jiǎn)單、儀器簡(jiǎn)便、可控性強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，適用于單一及復(fù)合化合物的制備，因此應(yīng)用最為廣泛。常用的液相法主要有浸漬法、水/溶劑熱法、共沉淀法、溶膠凝膠法和微乳液法等，盡管這些方法已被成功應(yīng)用于多種不同微觀形貌磁鐵礦的合成過程，但這些合成方法往往面臨耗時(shí)長(zhǎng)、反應(yīng)溫度較高、需同時(shí)添加多種有機(jī)溶劑、產(chǎn)出率低或產(chǎn)物團(tuán)聚較嚴(yán)重等缺點(diǎn)，因此，從經(jīng)濟(jì)成本和綠色環(huán)保角度考慮，亟需開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)、快速、高效、穩(wěn)定的合成途徑。