[发明专利]一种铁酸铋粉体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铁酸铋粉体及其制备方法，是由BiFeO₃的结晶颗粒嵌入非晶结构的BiFeO₃形成，所述BiFeO₃的结晶颗粒直径为5～20nm，制备时以Bi(NO₃)₃或其水合物和Fe(NO₃)₃或其水合物为原料，控制反应条件和溶液浓度，以水热法制备BiFeO₃粉体，实现了结晶颗粒嵌入非晶结构BiFeO₃粉体的合成，并且具有无环境污染、操作方便、设备简单、成本低廉、实用性强和便于推广应用的特点，本发明的BiFeO₃粉体铁磁性能良好，在传感器、自旋电子器件和多功能存储领域具有十分广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于多铁材料技术领域，具体涉及一种铁酸铋粉体及其制备方法。

背景技术

多铁材料是同时具备多种铁性的材料，无论从基础理论研究角度还是未来技术应用方面均具备多重优势，受到各国研究学者的高度重视。铁酸铋(BiFeO₃)是目前仅有的在室温下显示多铁性的单相多铁材料，同时具备G型反铁磁有序和铁电有序，独特的磁电特性使其在新型多功能存储器、传感器、自选电子器件等领域有着广泛的应用前景。此外，BiFeO₃还具备特殊的光学特性，在光催化、光电子学等领域有着潜在的应用价值。

由于特有的螺旋磁矩排布方式，导致BiFeO₃宏观并不显示铁磁性。如何提高材料的宏观铁磁性一直是人们关注的重点。目前，提高BiFeO₃铁磁性的方法主要是元素掺杂和降低尺寸。非晶材料具有短程有序、长程无序、各向同性等特点，非晶和结晶颗粒的有效结合会有效的提升材料的各类性能，尤其对于BiFeO₃的铁磁性改善具有显著的作用。因此，研究一种结晶颗粒嵌入非晶结构的BiFeO₃粉体及其制备方法在理论研究和实际应用上都具有非常重要的意义。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结晶颗粒嵌入非晶结构的BiFeO₃粉体及其制备方法，与现有技术相比该BiFeO₃粉体能够具有良好的铁磁性能，并且制备方法工艺简单、成本低廉。

为实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种铁酸铋粉体，是由BiFeO₃的结晶颗粒嵌入非晶结构的BiFeO₃形成。

前述的铁酸铋粉体中，所述BiFeO₃的结晶颗粒直径为5～20nm。

前述的铁酸铋粉体，是由Bi(NO₃)₃或其水合物和Fe(NO₃)₃或其水合物经水热反应制成。

前述的铁酸铋粉体的制备方法，包括如下步骤：

(1)取等摩尔比例的Bi(NO₃)₃或其水合物和Fe(NO₃)₃或其水合物，含十二烷基硫酸钠1.1～1.3倍摩尔比例的十二烷基硫酸钠水溶液，再加入硝酸和蒸馏水，配制成酸性溶液；

(2)向步骤(1)所得混合溶液中滴加氨水，并不断搅拌，直至溶液的pH值为碱性，静置分层，取下层沉淀；

(3)用去离子水对步骤(2)中所得沉淀反复洗涤、离心，获得反应沉淀物；

(4)将步骤(3)所得沉淀物加入KOH水溶液中，搅拌混合均匀；

(5)将步骤(4)所得混合溶液移至水热反应釜中进行水热反应；