[发明专利]一种稀土掺杂尖晶石铁氧体/掺铝氧化锌复合纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土掺杂尖晶石铁氧体/掺铝氧化锌复合纤维，其特征在于该复合纤维为芯外涂覆夹层的夹芯结构；所述的芯为稀土掺杂尖晶石铁氧体纤维，其直径为5～20μm；所述的夹层为掺铝氧化锌涂层，其厚度为50～100nm。

2.根据权利要求1所述的复合纤维，其特征在于所述的稀土掺杂尖晶石铁氧体纤维的长度为5μm～3m。

3.根据权利要求1或2所述的复合纤维，其特征在于所述的稀土掺杂尖晶石铁氧体纤维中，稀土掺杂尖晶石铁氧体的分子式为Ni_1-xCo_xFe_2-yM_yO₄，其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.2，掺杂的稀土金属M为Sm、Ce或La。

4.根据权利要求1所述的复合纤维，其特征在于所述的掺铝氧化锌涂层的分子式为ZnO∶Al，其中摩尔比Al∶Zn＝0.001～0.3∶1。

5.一种权利要求1所述的稀土掺杂尖晶石铁氧体/掺铝氧化锌复合纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将镍源、钴源、铁源、稀土金属离子源以及有机酸溶于水中，搅拌6～40小时，经减压脱水后形成凝胶先驱体；

(2)将有机凝胶先驱体制成凝胶纤维素丝，凝胶纤维素丝在200～1100℃下保温1～10小时后，冷却，得到稀土掺杂尖晶石铁氧体Ni_1-xCo_xFe_2-yM_yO₄纤维，其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.2，掺杂的稀土金属M为Sm、Ce或La；

(3)将Zn源、Al源加入有机溶剂中，在20～50℃温度下保温1～3小时，经溶解、反应，形成ZnO∶Al溶胶；

(4)将所述的稀土掺杂尖晶石铁氧体纤维浸入ZnO∶Al溶胶中进行涂覆后，再在800～1100℃下保温4～30小时，冷却，得到稀土掺杂尖晶石铁氧体/掺铝氧化锌复合纤维。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的镍源为碱式碳酸镍、乙酸镍或其混合物；所述的钴源为硝酸钴、乙酸钴或其混合物；所述的铁源为硝酸铁；所述的稀土金属离子源为Sm、Ce或La的氧化物；所述的有机酸为柠檬酸、乳酸或其混合物。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于凝胶先驱体的各原料的比例，以金属离子计为Ni²⁺∶Co²⁺∶Fe³⁺∶M∶有机酸＝(1-x)∶x∶2-y∶y∶2～10，其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.2。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的有机凝胶先驱体通过挑丝、抽丝或甩丝纺制成凝胶纤维素丝。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的Zn源为醋酸锌，所述的Al源为氯化铝，所述的有机溶剂为乙醇胺与二醇甲醚混合物。

10.根据权利要求5或9所述的制备方法，其特征在于ZnO∶Al溶胶的原料的各用量以金属元素计，Al∶Zn∶有机溶剂的摩尔比为1∶0.001～0.3∶5～20。