[发明专利]醇热法制备碳纳米管(MWCNTs)/锰锌铁氧体(Mn1-xZnxFe2O4)磁性纳米材料

说明书

技术领域

本发明属碳纳米管(MWCNTs)/锰锌铁氧体(Mn_1-xZn_xFe₂O₄)磁性纳米复合材料的制备领域，特别是涉及醇热法制备碳纳米管(MWCNTs)/锰锌铁氧体(Mn_1-xZn_xFe₂O₄)磁性纳米材料的方法。

背景技术

碳纳米管因其具有独特的结构、电学、力学、储氢等性能，在纳米电子器件、超强复合材料、储氢材料、催化剂载体等诸多新领域应用前景广泛。碳纳米管是一种中空结构的一维纳米材料，具有较高的长径比，因此组装一维纳米级的磁性碳纳米管复合材料成为研究热点之一。Cao等在Journal of Macromolecular Science，Part B：Physics，541，45，(2006)上报道通过水热合成制得Ni_0.75Zn_0.25Fe₂O₄/CNTs磁性复合材料；于华荣等在无机化学学报，1651，21，[11]，(2005)上报道采用液相化学沉积法制备了Fe₂O₃/CNTs复合材料。由此可见，碳纳米管磁性纳米复合材料因其独特的各种性能在工业以及高科技领域应用前景广阔。Mn_1-xZn_xFe₂O₄是一种重要的磁性材料。Mn_1-xZn_xFe₂O₄是具有尖晶石型结构的软磁铁材料，它具有较高的磁导率、较高的磁饱和强度，高电阻率、中高频损耗等特点，因而被广泛应用于滤波器、宽带变压器、各种通讯和传输设备的信号传输系统，此外在生物材料和药物靶向材料中也有重要应用。Fan等在Journal of the European Ceramic Society，2743，20，(2000)上报道用柠檬酸凝胶法和传统的陶瓷法分别制得组成相同的锰锌铁氧体(Mn_0.57Zn_0.35Fe_2.08O₄)。Darko等人在Journal of the European Ceramic Society，1945，21，(2001)上报道将一定比例的铁、锰、锌的可溶性盐加水混合，用氢氧化钠调整溶液的pH值在10以上，放入水热反应釜内，反应制得Mn_1-xZn_xFe₂O₄。Makovec等在Nanotechnology160，15，(2004)上报道通过微乳液法制备得到粒径在2～5nm的锰锌铁氧体纳米颗粒。Lai等在Nanoscale Review Letter 40，2，(2007)上报道通过微波法制备得到锰锌铁氧体纳米颗粒。由此可见，Mn_1-xZn_xFe₂O₄因其独特的磁性能、吸波性能，在工业，军事等领域有着广泛的应用前景。目前未见采用醇热法制备MWCNTs/Mn_1-xZn_xFe₂O₄磁性纳米复合材料的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供醇热法制备碳纳米管(MWCNTs)/锰锌铁氧体(Mn_1-xZn_xFe₂O₄)(0<x<1)磁性纳米材料的方法，此方法过程简单，易于工业化生产。

本发明的醇热法制备碳纳米管(MWCNTs)/锰锌铁氧体(Mn_1-xZn_xFe₂O₄)磁性纳米材料，包括：

(1)MWCNTs酸化处理

将强氧化性酸加入装有MWCNTs的三颈烧瓶内，其中碳纳米管与强氧化性酸的质量比为1:400～1:200，然后超声分散30～60min，升温至100～120℃，酸化处理18～30h，使碳纳米管表面被氧化，并含有大量的带负电荷的基团；

(2)MWCNTs/Mn_1-xZn_xFe₂O₄磁性纳米复合材料的制备