[发明专利]一种磁性氧化铁纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种磁性氧化铁纳米材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将卡拉胶粉体加入到氯化铁水溶液中，搅拌混合后再加入氢氧化钠固体，继续搅拌后得到胶状前驱体；(2)将步骤(1)中得到的胶状前驱体转入到反应釜中，反应温度为180‑200℃，反应时间为12‑24小时，获得γ‑Fe₂O₃磁性纳米粉体；(3)在氯化铁‑柠檬酸钠水溶液中加入卡拉胶，利用氨水调节pH值后转入反应釜内；(4)通过水热反应可获得Fe₃O₄纳米线。本发明的有益效果为：(1)实现了γ‑Fe₂O₃纳米晶一步法合成以及Fe₃O₄纳米线可控制备，为一维磁性纳米材料的制备提供了一种新的方法。(2)本发明方法具有操作简单、成本低廉，且获得的产物结构和形态可控等优点。

技术领域

本发明涉及水解反应和醇热处理技术领域，特别是一种磁性氧化铁纳米材料的制备方法。

背景技术

γ-Fe₂O₃和Fe₃O₄是常见的两种磁性氧化铁材料，在磁性、催化和气敏等方面有着广泛的应用价值。γ-Fe₂O₃通常为褐色，而Fe₃O₄则常为黑色，且两者均为尖晶石结构。当前，对Fe₃O₄纳米颗粒的制备和应用研究报道很多，但是对一维Fe₃O₄纳米材料的制备技术研究报道较少。同样，对一步法制备γ-Fe₂O₃纳米材料的研究也不多。

卡拉胶(Carrageen)是从海洋红藻中提取的多糖的统称，是多种物质的混合物，具有廉价易得和良好的稳定性，在食品工业中通常将其用作增稠剂、胶凝剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂等。

本发明以绿色、环保的植物胶(卡拉胶)为结构和形态控制剂，以FeCl₃.6H₂O 为铁源，采用一步水热法合成技术成功得到了γ-Fe₂O₃和Fe₃O₄磁性氧化铁纳米材料。此方法具有使用原料少，成本低，环境友好以及获得的产物结构和形态可控等特点，可用于批量生产各种磁性纳米材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁性氧化铁纳米材料的制备方法，以解决现有技术中的不足，它能够以卡拉胶为结构和形态控制剂，在水体系中制备出了γ-Fe₂O₃和Fe₃O₄两种磁性氧化铁纳米粉体。

本发明提供了一种磁性氧化铁纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将卡拉胶粉体加入到氯化铁水溶液中，搅拌混合后再加入氢氧化钠固体，继续搅拌后得到胶状前驱体；

(2)将步骤(1)中得到的胶状前驱体转入到反应釜中，反应温度为180-200℃，反应时间为12-24小时，即可获得γ-Fe₂O₃磁性纳米粉体；

(3)在氯化铁-柠檬酸钠水溶液中加入卡拉胶，利用氨水调节pH值后转入反应釜内；

(4)通过水热反应可获得Fe₃O₄纳米线。

如上所述的一种磁性氧化铁纳米材料的制备方法，其中，优选的是，步骤(1)中所述氯化铁水溶液的浓度为0.27-2.7g/100mL。

如上所述的一种磁性氧化铁纳米材料的制备方法，其中，优选的是，步骤(1)中所述卡拉胶的使用量为(0.5g-3g)/50mL。