[发明专利]一种铁酸锰磁性纳米棒的制备方法

说明书

本发明涉及一种铁酸锰磁性纳米棒的制备方法，属于纳米材料制备技术领域；本发明所制备的铁酸锰磁性纳米棒的直径为15‑25 nm，其长度为50‑90 nm；本发明在常压下，将硝酸锰、硝酸铁和络合剂聚乙烯吡咯烷酮溶解在无水甲醇中形成可燃性均一溶液，将溶液点火燃烧，燃烧结束将其置于程序控温炉中在400~600℃下煅烧1‑2 h，自然降温即可得铁酸锰磁性纳米棒；本发明的制备方法绿色环保无污染，工艺简捷，操作简单，产率高，成本低，设备要求不高，生产周期短，产品均匀，易于工业化；可通过调节溶液组成控制产物的结构和形貌，并实现其性能的控制。

技术领域

本发明涉及一种铁酸锰磁性纳米棒的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。

背景技术

一维纳米结构材料对材料科学的研究发挥着重要的作用，因其应用广泛成为一类很有前景的理想纳米材料。在过去的十几年里，一维纳米结构材料，如纳米片、纳米管、纳米纤维等等，特别是氧化铁基纳米晶体材料，因其独特的性质及其在各个领域广泛的实际应用引起了大量科研人员的兴趣和研究。

铁酸锰磁性纳米材料本来就是一种环境友好，具有较低居里温度和适中饱和磁化强度以及高化学稳定性的重要的尖晶石铁氧体软磁材料；因其具有的纳米材料特性及其本身的优势，广泛应用于生物医药、环境保护、器械和军事等领域。文献报到，铁酸锰磁性纳米材料可用作药物输送载体、电化学传感器、磁共振成像系统、肿瘤热疗、微波吸收、重金属传感器、催化和光催化、微波反应装置、磁贮存器等众多方面，因其具有很大的比表面积，常常用于环境污水重金属的移除处理和雷达吸波装置等等，这些优点都显示了铁酸锰磁性纳米材料是一种非常有前景的磁性纳米材料。

虽然铁酸锰磁性纳米材料的制备方法很多，如声化学技术、微波协助球磨法、热解法、溶剂热法、水热法、超声法、溶胶-凝胶法、溶胶-凝胶自燃法、共沉淀法、反胶团法等等，并且可以制备出多种形貌的铁酸锰磁性纳米材料，但目前铁酸锰磁性纳米棒及其制备方法未见报道。

发明内容

为满足技术发展对铁酸锰磁性纳米材料的需要，本发明提供了一种铁酸锰磁性纳米棒的制备方法，通过采用甲醇金属盐溶液燃烧煅烧法制备了铁酸锰磁性纳米棒，操作程序简捷，制备过程简单，周期短，产率高，产品均匀，且对设备要求低，可大规模生产。

为实现上述技术目的，本发明提出的一种铁酸锰磁性纳米棒的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）将硝酸锰、硝酸铁和络合剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶于无水甲醇中，搅拌至金属盐和PVP完全溶解，制得均匀的前驱体溶液；

（2）将前驱体溶液置于坩埚中在空气条件下直接点火燃烧至溶液燃烧结束，火自然熄灭后，在50℃下真空干燥，制得其前驱体凝胶；

（3）将盛有前驱体凝胶的坩埚置于程序控温炉中，升温并保温煅烧，热处理后自然冷却得到铁酸锰磁性纳米棒。

优选地，步骤（1）中所述硝酸锰和硝酸铁的摩尔比为1:2；无水甲醇的量控制在1mol硝酸锰对应1.2 L无水甲醇；络合剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的量控制在每升无水甲醇中PVP的量为20-100 g，溶解时间为2-24 h。

步骤（3）中，升温并煅烧具体操作为：升温速率为1~7℃/min，保温煅烧温度为400~600℃，保温煅烧时间为1~2 h。

通过上述任一项所述的制备方法制备得到的铁酸锰磁性纳米棒，同样在本发明的保护范围之内。

作为优选的实施方案，所述方法制备得到的铁酸锰磁性纳米棒的直径为15-25nm，其长度为50-90 nm。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下所述：