[发明专利]磁性纳米氧化物的制备方法

说明书

本发明属于功能材料制备领域，具体涉及一种磁性纳米氧化物的制备方法，将水溶性过渡金属盐溶于去离子水中，加入一定量的过渡金属粉末，再加入去离子水进行反应，得到黑色磁性粉末，经淋洗风干处理后，即得目标产物磁性纳米氧化物；水溶性过渡金属盐为水溶性的铁盐、水溶性的镍盐及水溶性的钴盐中的一种或两种以上的混合物；所述过渡金属粉末为锰粉、铁粉、钴粉或镍粉；所述水溶性过渡金属盐、过渡金属粉末及去离子水的质量比依次为2～3：0.5～1.5：20～30。本发明制备过程简单，用时短，目标产物形貌特征好，磁性较强，还原产物可收集利用。

技术领域

本发明属于功能材料制备领域，具体涉及一种磁性纳米氧化物的制备方法。

背景技术

磁性材料一直都是国民经济国防工业的重要支柱与基础，与此同时，在这个信息化的时代，磁性纳米材料的地位更是不可替代。磁性纳米材料的特性不同于常规的磁性材料，主要因为与磁性相关联的特征物理长度恰好出于纳米量级。例如，磁单筹尺寸，超顺磁性临界尺寸，交换作用长度，以及电子平均自由路程大致处于1～100nm量级，当磁性尺寸与这些特征物理长度相当时，就会出现反常的磁学性能和电化学性能，利用这些特性已经涌现出一系列新材料，尤其在信息存储，处理与传输中已成为不可或缺的组成部分，广泛的应用于电信、自动控制，通讯，家用电器等领域，信息化发展的总趋势总是以小轻薄以及多功能方面发展。因而也要求磁性材料向高性能，新功能方向发展。因此，探索这样一种快速制备磁性纳米材料的方法并进行研究，这是非常具有启发性的。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种制备过程简单，用时短，目标产物形貌特征好，磁性较强，还原产物可收集利用的磁性纳米氧化物的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种磁性纳米氧化物的制备方法，系将水溶性过渡金属盐溶于去离子水中，加入一定量的过渡金属粉末，再加入去离子水进行反应，得到黑色磁性粉末，经淋洗风干处理后，即得目标产物磁性纳米氧化物。

作为一种优选方案，本发明所述水溶性过渡金属盐为水溶性的铁盐、水溶性的镍盐及水溶性的钴盐中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，本发明所述过渡金属粉末为锰粉、铁粉、钴粉或镍粉。

进一步地，本发明所述水溶性过渡金属盐、过渡金属粉末及去离子水的质量比依次为2～3：0.5～1.5：20～30。

进一步地，本发明所述反应时间为2.5～4min。

进一步地，本发明所述水溶性过渡金属盐为水溶性的铁盐、水溶性的镍盐及水溶性的钴盐的混合物。

进一步地，本发明所述过渡金属粉末为锰粉。

进一步地，本发明所述水溶性过渡金属盐为过渡金属的盐酸盐、硝酸盐、硫酸盐或者醋酸盐。

本发明在具体操作时，称量一定量的金属盐（Fe、Co、Ni的盐酸盐、硝酸盐、硫酸盐或者醋酸盐等）加入一定量的去离子水溶解，然后再加入一定量Mn粉于烧杯中，反应剧烈，形成大量沉淀吸附在磁子上，并生成大量氢气气体。将沉淀洗涤，自然风干。本发明具有制备简单、产率高（可达80.9%），铁氧体粒径较小、反应时间极短，在3-4min内即可反应完全、室温下就可以发生反应，反应过程中只需要机械搅拌具有低能耗的优点。本发明所涉及的磁性纳米材料颗粒在纳米尺寸、形貌结构好、磁性较强、成本较低，具有极大的应用前景和市场价值。同时产生的氢气比较快，非常纯，有利于收集和使用。

本发明所涉及的材料取用为实验室常用药品，反应原料易得，制备工艺简单，反应不需要外界提供能量，可大规模生产，得到的磁性纳米材料形貌结构好、磁性较强。本发明方法不需要外界提供能量这一理念与现时代工艺上低成本相吻合，此外，在制备过程不需要使用强酸强碱、强氧化剂、有毒试剂等危险性试剂，在工艺上具有低成本、高安全、绿色环保、制备时间短的优点，适合工业化生产。