[发明专利]一种纳米结构α型三氧化二铁空心亚微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明属无机非金属材料领域，具体涉及一种纳米结构α型三氧化二铁(α-Fe₂O₃)空心亚微球的制备方法。

背景技术

α-Fe₂O₃(赤铁矿)是一种非常重要的半导体材料，广泛用作磁性记录的软磁材料、铁氧体的制备原料、抛光剂等。纳米尺度的α-Fe₂O₃具有良好的耐候性、耐光性、化学稳定性，巨大的比表面和磁学性质，在无机颜料、敏感材料、催化剂以及软磁铁氧体和磁性记录材料等方面具有广泛的应用前景。空心微球由于其独特的结构具有低密度、高比表面等特性，而纳米结构的空心微球又兼具纳米材料特有的性质。因此，关于纳米结构的α-Fe₂O₃空心微球的研究近年来异常活跃。当前主要采用水热法或喷雾反应法，直接在Fe³⁺溶液的基础上制备纳米结构Fe₂O₃空心微球。但上述方法存在反应条件苛刻、重复性差、得到的空心微球形貌可控性差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，而提供一种制备简单、形貌可控，且重复性强的纳米结构α-Fe₂O₃空心亚微球的制备方法。

本发明所提供的纳米结构α型三氧化二铁空心亚微球的制备方法，包括以下步骤：

1)将二价铁盐溶于蒸馏水中配成二价铁离子浓度为0.05～0.30mol/L的溶液；

2)将氢氟酸按二价铁离子与F原子的摩尔比为1∶6～6∶1，加入步骤1)中配制的二价铁盐溶液中，并加入氨水调节溶液的pH值为4.0～6.0；

3)将模板加入步骤2)中配制的溶液中，于50～80℃，搅拌1～4小时，离心分离后，洗涤所得沉淀，得到纳米结构核壳亚微球；

4)以步骤3)中得到的核壳亚微球为模板，重复进行步骤3)1-2次，得到多次包覆的纳米结构核壳亚微球；

5)将多次包覆的纳米结构核壳亚微球去除模板，得到纳米结构α型三氧化二铁空心亚微球；

其中，步骤3)和5)中所述的模板为近单分散的二氧化硅(SiO₂)亚微球或近单分散的聚苯乙烯(PS)亚微球；当步骤3)中采用近单分散的SiO₂亚微球为模板时，步骤5)中通过将多次包覆的纳米结构核壳亚微球于500～700℃焙烧1～3小时，再浸入NaOH溶液中去除模板，得到纳米结构α型三氧化二铁空心亚微球；当步骤3)中采用近单分散的聚苯乙烯(PS)亚微球为模板时，步骤5)中通过将多次包覆的纳米结构核壳亚微球于500～700℃焙烧1～3小时去除模板，得到纳米结构α型三氧化二铁空心亚微球。

本发明的机理如下：