[發明專利]一種多層核殼納米結構的原位制備方法及其在制備電磁波吸收材料中的應用

有效

• 申請號: 201711222390.7
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108010649B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 汪嘉恒;張鵬;王寶峰;丁修蔚;王家棋;朱鵬飛;李映欣;吳玉程
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01F1/00
• 分類號: H01F1/00;H01F41/00;H05K9/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

1.一種多層核殼納米結構的原位制備方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：鐵氧體磁性核心的制備

1a、將鐵鹽加入高沸點溶劑中，配制獲得濃度為0.001-0.1g/ml的鐵鹽前驅溶液，同時加入用于摻雜的其它金屬鹽，摻雜的其它金屬鹽中各金屬離子分別占鐵離子的摩爾百分比為0.01-75％；根據調制鐵氧體納米核心尺寸和形狀的需要，向前驅溶液中加入絡合劑或表面活性劑，在保護氣體的氛圍中回流攪拌反應1-24h；

1b、將堿性試劑溶于高沸點溶劑中，配制獲得pH值為8-11的堿性溶液；在保持1a中反應液體系溫度不變并持續回流攪拌的條件下，將配制的堿性溶液快速注射進入1a獲得的反應液中，產生沉淀，在保護氣體的氛圍中保持體系溫度不變，持續攪拌反應1-24h，得到鐵氧體磁性核心；

步驟2：多納米殼層的包覆

2a、將金屬鹽溶于高沸點溶劑中，配制獲得濃度為0.001-0.6g/ml的金屬鹽前驅溶液；將1b獲得的反應液調整至適合氧化物殼層快速結晶的溫度，在保護氣體的氛圍中、回流攪拌條件下，根據生長殼層的厚度將金屬鹽前驅溶液注入1b獲得的反應液中并保持該溫度反應1-24h；本步驟是包覆氧化物的過程；

2b、將設計生長聚合物或非晶氧化物對應的單體或前驅體溶于高沸點溶劑中，配制獲得濃度為0.0001-0.1g/ml的單體溶液或前驅體溶液；將2a獲得的反應液調整至合適單體聚合或前驅體水解的溫度以及pH值，隨后按照0.0001-0.01g/ml的比例加入催化劑，在保護氣體氛圍中、回流攪拌條件下，根據生長殼層的厚度將單體溶液或前驅體溶液注入2a獲得的反應液中并保持該溫度反應1-24h；本步驟是包覆聚合物或非晶氧化物的過程；

2c、根據多層核殼納米結構的設計，重復步驟2a和/或2b的包覆過程，反應結束后產物經過洗滌、離心、烘干后即可獲得多層核殼納米結構；所述多層核殼納米結構的包覆殼層控制在1-5層。

2.根據權利要求1所述的原位制備方法，其特征在于：

所述高沸點溶劑選自乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇200、乙二醇甲醚、一縮二乙二醇(DEG)、三縮四乙二醇、丙二醇、一縮二丙二醇、丙三醇、正丁醇、正辛醇、異辛醇或月桂醇。

3.根據權利要求1所述的原位制備方法，其特征在于：

步驟1a中，所述鐵鹽選自乙酸鐵、氯化鐵、溴化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵、檸檬酸鐵、磷酸鐵、草酸鐵、酒石酸鐵或者其他可溶于高沸點溶劑的鐵鹽；所述其他金屬鹽為與鐵鹽相同酸根的銅、鋰、鎂、鉻、鋅、鍶、鋇、鑭、鋯、銪、鉺、釩、鈮、鉬、錳、鈷、鎳、鋁、錫、銦、鉍金屬鹽中的一種或幾種；

步驟2a中，所述金屬鹽為與1a中鐵鹽相同酸根的銅、鎂、鉻、鋅、鈰、鍶、鋇、鑭、鋯、釓、釤、釩、鈮、鉬、錳、鈷、鎳、鋁、錫、銦、鈦金屬鹽；金屬鹽前驅溶液的添加體積為1b獲得的反應液體積的2-50％。

4.根據權利要求1所述的原位制備方法，其特征在于：

步驟1a中，所述絡合劑選自聚乙二醇、乙二醇甲醚、乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、抗壞血酸、檸檬酸、草酸、乙二胺四乙酸或聚乙烯吡咯烷酮；添加絡合劑的摩爾量為溶液中所有金屬離子摩爾量的0.1-10倍；

步驟1a中，所述表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鈉、油酸、吐溫或乙基己基琥珀酸酯磺酸鈉；添加表面活性劑的摩爾量為溶液中所有金屬離子摩爾量的0.1-10倍。

5.根據權利要求1所述的原位制備方法，其特征在于：

步驟1a中，反應溫度控制為低于高沸點溶劑的沸點，具體為110-350℃，升溫速率為0.1-10℃/min；

步驟2a中，所述適合氧化物殼層快速結晶的溫度為110-350℃；

步驟2b中，所述合適單體聚合或前驅體水解的溫度以及pH值是指溫度為0-200℃，pH值為3-11。

6.根據權利要求1所述的原位制備方法，其特征在于：

步驟1b中，所述堿性試劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、乙二胺或尿素；堿性溶液的添加量按照氫氧根的摩爾量計為反應液中所有金屬離子的摩爾量的1-10倍。