[發明專利]一種鐵酸錳磁性納米棒的制備方法

在審

• 申請號: 201810042672.7
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108298590A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 劉瑞江;于慶梅;王福元;李穎;范美美;姬治宇;譚朝林
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種鐵酸錳磁性納米棒的制備方法，屬于納米材料制備技術領域；本發明所制備的鐵酸錳磁性納米棒的直徑為15?25 nm，其長度為50?90 nm；本發明在常壓下，將硝酸錳、硝酸鐵和絡合劑聚乙烯吡咯烷酮溶解在無水甲醇中形成可燃性均一溶液，將溶液點火燃燒，燃燒結束將其置于程序控溫爐中在400~600℃下煅燒1?2 h，自然降溫即可得鐵酸錳磁性納米棒；本發明的制備方法綠色環保無污染，工藝簡捷，操作簡單，產率高，成本低，設備要求不高，生產周期短，產品均勻，易于工業化；可通過調節溶液組成控制產物的結構和形貌，并實現其性能的控制。

技術領域

本發明涉及一種鐵酸錳磁性納米棒的制備方法，屬于納米材料制備技術領域。

背景技術

一維納米結構材料對材料科學的研究發揮著重要的作用，因其應用廣泛成為一類很有前景的理想納米材料。在過去的十幾年里，一維納米結構材料，如納米片、納米管、納米纖維等等，特別是氧化鐵基納米晶體材料，因其獨特的性質及其在各個領域廣泛的實際應用引起了大量科研人員的興趣和研究。

鐵酸錳磁性納米材料本來就是一種環境友好，具有較低居里溫度和適中飽和磁化強度以及高化學穩定性的重要的尖晶石鐵氧體軟磁材料；因其具有的納米材料特性及其本身的優勢，廣泛應用于生物醫藥、環境保護、器械和軍事等領域。文獻報到，鐵酸錳磁性納米材料可用作藥物輸送載體、電化學傳感器、磁共振成像系統、腫瘤熱療、微波吸收、重金屬傳感器、催化和光催化、微波反應裝置、磁貯存器等眾多方面，因其具有很大的比表面積，常常用于環境污水重金屬的移除處理和雷達吸波裝置等等，這些優點都顯示了鐵酸錳磁性納米材料是一種非常有前景的磁性納米材料。

雖然鐵酸錳磁性納米材料的制備方法很多，如聲化學技術、微波協助球磨法、熱解法、溶劑熱法、水熱法、超聲法、溶膠-凝膠法、溶膠-凝膠自燃法、共沉淀法、反膠團法等等，并且可以制備出多種形貌的鐵酸錳磁性納米材料，但目前鐵酸錳磁性納米棒及其制備方法未見報道。

發明內容

為滿足技術發展對鐵酸錳磁性納米材料的需要，本發明提供了一種鐵酸錳磁性納米棒的制備方法，通過采用甲醇金屬鹽溶液燃燒煅燒法制備了鐵酸錳磁性納米棒，操作程序簡捷，制備過程簡單，周期短，產率高，產品均勻，且對設備要求低，可大規模生產。

為實現上述技術目的，本發明提出的一種鐵酸錳磁性納米棒的制備方法，具體包括如下步驟：

（1）將硝酸錳、硝酸鐵和絡合劑聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶于無水甲醇中，攪拌至金屬鹽和PVP完全溶解，制得均勻的前驅體溶液；

（2）將前驅體溶液置于坩堝中在空氣條件下直接點火燃燒至溶液燃燒結束，火自然熄滅后，在50℃下真空干燥，制得其前驅體凝膠；

（3）將盛有前驅體凝膠的坩堝置于程序控溫爐中，升溫并保溫煅燒，熱處理后自然冷卻得到鐵酸錳磁性納米棒。

優選地，步驟（1）中所述硝酸錳和硝酸鐵的摩爾比為1:2；無水甲醇的量控制在1mol硝酸錳對應1.2 L無水甲醇；絡合劑聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的量控制在每升無水甲醇中PVP的量為20-100 g，溶解時間為2-24 h。

步驟（3）中，升溫并煅燒具體操作為：升溫速率為1~7℃/min，保溫煅燒溫度為400~600℃，保溫煅燒時間為1~2 h。

通過上述任一項所述的制備方法制備得到的鐵酸錳磁性納米棒，同樣在本發明的保護范圍之內。

作為優選的實施方案，所述方法制備得到的鐵酸錳磁性納米棒的直徑為15-25nm，其長度為50-90 nm。

與現有技術相比較，本發明的有益效果如下所述：