[发明专利]一种单分散微孔纳米结构铁氧体材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种单分散微孔纳米结构铁氧体材料的制备方法，属于纳米金属氧化物制备技术领域。本发明先将改性氧化石墨烯分散于无水乙醇中，再依次加入羰基铁、异丙醇铝和脂肪酸，于密闭环境中，加热升温至85～95℃，保温反应后，继续升温至140～145℃，保温反应后，泄压，冷却，离心分离，收集下层沉淀物；将所得下层沉淀物洗涤，干燥后，于空气气氛中，缓慢升温至400～450℃，保温煅烧后，冷却，得煅烧料；将煅烧料用碱液超声浸渍后，水洗至中性，再经干燥，得碱浸除杂料；将碱浸除杂料分散于多巴胺溶液中，于惰性气体保护状态下，加热搅拌反应后，过滤，洗涤和干燥，得单分散微孔纳米结构铁氧体材料。

技术领域

本发明公开了一种单分散微孔纳米结构铁氧体材料的制备方法，属于纳米金属氧化物制备技术领域。

背景技术

在磁性材料大家族中，有一个很重要的成员——铁氧体，铁氧体也就是铁的氧化物，源于以Fe₃O₄为主要成分的磁铁矿，它是一种新型的非金属材料，一种典型的磁性材料，大量存在于自然界，由于其优良的磁学性能而被科技界高度重视。由于它具有电阻率高、磁导率与磁化率大、高频磁导率高、机械加工性能高、易于压模成型、化学稳定性好、成本低等特点，目前在通讯、广播、电视、无线电、录音、录相、计算技术、自动控制、雷达导航、宇宙飞行、卫星通讯、仪表测量、印刷显示、医学生物、高速运输等领域都得到广泛应用。随着未来航天、生命科学与生物工程等多个领域的飞速发展，要求制造出超微、超薄、超高频、超大容量、功能健全、磁性能高、稳定性良好的铁氧体磁粉和器件。铁的氧化物和一种或几种其它金属氧化物组成的复合氧化物等称为铁氧体。具有亚铁磁性的铁氧体是一种强磁性材料，通称为铁氧体磁性材料。是最简单的、世界上应用最早的天然铁氧体磁性材料。铁氧体磁性材料可分为软磁、硬磁（包括粘结）、旋磁、矩磁和压磁及其它铁氧体材料，它们的组成、晶体结构、特征与应用领域见表下表。它们的主要特征是：软磁材料的磁导率岸高、矫顽力低、损耗低；硬磁材料的矫顽力Hc高、磁能积（BH）_m高；旋磁材料具有旋磁特性，即电磁波沿着恒定磁场方向传播时，其振动面不断地沿传播方向旋转的现象，旋磁材料主要用于微波通信器件。矩磁材料具有矩形的B～H磁滞回线，主要用于计算机存储磁芯；压磁材料具有较大的线性磁致伸缩系数λs。铁氧体磁性材料在计算机、微波通信、电视、自动控制、航天航空、仪器仪表、医疗、汽车工业等领域得到了广泛的应用，其中用量最大的是硬磁与软磁铁氧体材料。

铁磁材料可分为软磁材料(既容易磁化又容易去磁)和硬磁材料(磁化和去磁都十分困难)。此外纳米铁氧体磁性材料，除可作软磁材料和硬磁材料外，还可作：旋磁材料、矩磁材料和压磁材料软磁材料的最大特点是既容易磁化又容易去磁，而且还有磁导率高、比饱和磁化强度大、电阻高、损耗低、稳定性好等优点。其主要的用途是制作电感绕线圈、小型变压器、脉冲变压器、中频变压器等的磁芯、大线棒磁芯、电视偏转磁扼、录音磁头和磁放大器等。

而传统纳米铁氧体在制备过程中容易发生团聚，导致其分散性较差，粒径分布范围较广，且在制备过程中孔隙结构难以控制，孔径分布不均匀的弊端，为获取更高综合性能的提升，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统纳米铁氧体在制备过程中容易发生团聚，导致其分散性较差，粒径分布范围较广，且在制备过程中孔隙结构难以控制，孔径分布不均匀的弊端，提供了一种单分散微孔纳米结构铁氧体材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种单分散微孔纳米结构铁氧体材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，依次取20～30份羰基铁，20～30份醇铝盐，150～200份无水乙醇，40～50份脂肪酸，8～10份改性氧化石墨烯，先将改性氧化石墨烯分散于无水乙醇中，再依次加入羰基铁、醇铝盐和脂肪酸，于密闭环境中，加热升温至85～95℃，保温反应10～15min后，继续升温至140～145℃，保温反应3～5h后，泄压，冷却，离心分离，收集下层沉淀物；