[发明专利]一种尖晶石型铁氧体纳米空心微球的制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种尖晶石型铁氧体纳米空心微球的制备方法。

背景技术

尖晶石型铁氧体是一种重要的软磁材料，其广泛应用于电子器件、信息储存及磁共振成像(MRI)等领域。随着技术的发展，人们发现，当材料尺寸达到纳米尺度时，其常常会表现出与块体材料不同的电、磁、光等性质，因而纳米材料得到了人们越来越多地关注。近年来，纳米磁性材料在磁存储、超流体、药物的磁性传输等方面的实际应用也日益广泛。铁氧体不但被用作传感和成像的靶标，而且其还被广泛用作抗癌治疗的活性剂。例如，日本神户大学医学院采用纳米铁氧体来治疗肝癌，肾癌就取得了较大成功。这表明纳米铁氧体在生物医药方面有着良好的应用前景。因此，合成新型纳米铁氧体磁性材料并对其性能进行研究已成为广泛研究的热点。

由于特殊的中空结构，纳米铁氧体磁性空心微球有望作为有效的药物传输的载体。目前，无机空心微球的制备通常采用模板方法，即以纳米氧化硅以及聚合物乳胶微球为模板，通过层层静电自组装法、溶胶凝胶法、均匀沉淀法等，将无机物包覆在模板上，然后通过热解或溶解除去模板，从而得到相应的无机空心微球。然而，采用该种方法通常面临成本高、制备过程繁杂等不利因素，难于大量制备和规模化生产。由于制备的特殊难度，单分散的纳米铁氧体磁性空心球的制备研究更是凤毛麟角，如J.Colloid & Interface Sci.2005，281，432(Journal of Colloid and InterfaceScience，281卷，432页，2005年)，Chem.Phys.Lett.2006，422，294(Chemistry PhysicsLetters，422卷，294页，2006年)以及J.Am.Chem.Soc.2006，128，8382(Journal ofAmerican Chemistry Society，128卷，8382页，2006年)分别报道了采用模板法和溶剂热法制备了四氧化三铁和系列铁氧体嵌段共聚物空心微球，其中铁氧体嵌段共聚物空心微球的制备是将3.0mmol的三氯化铁，1.5mmol的氯化锰或钴，43.6mmol醋酸钠及0.525mmol的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯嵌段共聚物(PEO-PPO-PEO)溶于35ml乙二醇溶液中，充分搅拌，转入反应釜，并在200℃保温4小时后经离心、醇洗、干燥，得铁氧体(Mn_1-xFe_2+xO₄)/嵌段共聚物异质空心微米球。但制得的产品多为多晶结构且存在表面粗糙、尺寸分布不均匀、空腔不规则等不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术制备尖晶石型铁氧体空心微球得到的产品表面粗糙、尺寸分布不均匀、空腔不规则等缺陷，从而提供一种粒径为纳米尺寸、粒度分布均匀的尖晶石型铁氧体纳米空心微球的制备方法。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：

本发明提供了一种尖晶石型铁氧体纳米空心微球的制备方法，该方法包括如下步骤：

1)在常温常压下，将三价铁盐加入乙二醇溶液中，充分搅拌形成第一溶液，其中，三价铁盐的浓度为0.05～0.4mol/l；

2)按照尖晶石型铁氧体通式M_xM′_yM″_(1-x-y)Fe₂O₄中金属离子M、M′和M″的化学计量比分别称取含M、M′和M″的盐，并在常温常压下将其溶解于步骤1)制备的第一溶液中，充分搅拌形成第二溶液，其中，所述金属离子M，M′和M″分别选自Mn、Zn、Co和Ni的二价离子以及Fe的三价离子，且0＜x≤1，0≤y＜1，x+y≤1；

3)然后，在常温常压下，将乙二胺加入到步骤2)制备的第二溶液中，充分搅拌得到第三溶液，其中，乙二胺与乙二醇的体积比为0.05～0.35∶1；

4)接着，将步骤3)制备的第三溶液置于密闭的反应容器中，在200-250℃下，保温8～12小时，得到沉淀；

5)最后，将上述步骤4)得到的沉淀用去离子水洗涤、干燥，即制得尖晶石型铁氧体纳米空心微球。

在本发明的一个实施方案中，所述M、M′和M″的盐优选为含Co、Mn、Zn或Ni的二价盐，或者为三价铁盐。