[发明专利]一种碳包覆的磁性C/Fe3O4纳米复合材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种碳包覆的磁性C/Fe₃O₄纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：

(1)Fe₂O₃纳米粒子的制备：

室温下，向含有水的聚四氟乙烯内衬的反应釜中加入FeCl₃·6H₂O和Na₂B₄O₇，搅拌均匀后，加入NaOH，搅拌至完全溶解后，将反应釜放在温度为120-140℃下恒温反应1-12h，之后冷却降温至室温，将反应液以4000-10000r/min进行离心分离，收集沉淀物，用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤，然后放置于60～80℃的真空干燥箱内烘干，得到Fe₂O₃纳米粒子；

(2)碳包覆的磁性C/Fe₃O₄纳米复合材料前驱体的制备：

将所述步骤(1)得到的Fe₂O₃纳米粒子加入到溶解好的海藻酸钠溶液中，搅拌30-50min，得到混合溶液；将得到的混合溶液用注射器逐滴滴加到配好的CaCl₂溶液中，并不断搅拌，得到碳包覆的磁性C/Fe₃O₄纳米复合材料前驱体；

(3)将所述步骤(2)中得到的碳包覆的磁性C/Fe₃O₄纳米复合材料前驱体，置于60～80℃的真空干燥箱内进行干燥；

(4)将所述步骤(3)中得到的干燥好的碳包覆的磁性C/Fe₃O₄纳米复合材料前驱体置于瓷舟中，然后将瓷舟置于管式炉恒温区进行煅烧，煅烧条件为：在流量为10～400ml/min的Ar气保护下，以1～10℃的升温速度升温至400～500℃，保温2～3h，进行碳化，碳化反应后在Ar气保护下冷却至室温，得到碳包覆的磁性C/Fe₃O₄纳米复合材料。

2.如权利要求1所述的碳包覆的磁性C/Fe₃O₄纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，FeCl₃·6H₂O、Na₂B₄O₇与NaOH的摩尔比为1～2：2～4：8～16；FeCl₃·6H₂O与溶剂水的摩尔体积比为1～2：40mmol/ml。

3.如权利要求2所述的碳包覆的磁性C/Fe₃O₄纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，FeCl₃·6H₂O、Na₂B₄O₇与NaOH的摩尔比为1：2：8；FeCl₃·6H₂O与溶剂水的摩尔体积比为1：40mmol/ml，水热反应温度为130℃，反应时间6h，离心分离转速为6000r/min，干燥温度为70℃。

4.如权利要求1所述的碳包覆的磁性C/Fe₃O₄纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所配的海藻酸钠溶液的溶剂是蒸馏水，Fe₂O₃纳米粒子与海藻酸钠的重量比为1:1，所配的CaCl₂溶液的溶剂是蒸馏水，Fe₂O₃纳米粒子与CaCl₂的重量比是1:7。

5.如权利要求1所述的碳包覆的磁性C/Fe₃O₄纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，碳包覆的磁性C/Fe₃O₄纳米复合材料前驱体煅烧条件为：在流量为200ml/min的Ar气保护下，以5℃的升温速度升温至450℃，保温2.5h，进行碳化，碳化反应后在Ar气保护下冷却至室温。