[发明专利]一种埃洛石-铁氧体复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种埃洛石‑铁氧体复合材料及其制备方法。首先将埃洛石分散于氯化铁、氯化亚铁混合溶液中，铁离子水解生成氢离子对埃洛石内壁进行酸蚀，扩大其内径；利用羧乙基两性咪唑啉对金属离子络合形成可溶性有机金属络合物，有机金属络合物具有羧乙基两性咪唑啉低表面能、润湿等特性，迅速在埃洛石内壁铺展开来，煅烧处理，可得到铁氧体插层的复合材料。本发明制备的埃洛石‑铁氧体复合材料利用了埃洛石管状结构特点，将其作为纳米反应器制备四氧化三铁磁性颗粒，纳米管填充将粒子尺寸降至纳米量级，使其具备不同于常规相的特殊磁性质，可广泛应用于生物医药、磁性液体、催化剂载体、微波吸收材料、磁记录材料等行业。

技术领域

本发明涉及化合物的制备方法，尤其涉及一种埃洛石-铁氧体复合材料及其制备方法。

背景技术

埃洛石是一种1:1二八面体高岭土系矿物，Al：Si为1:1，该矿物最普遍的形貌是中空管状结构，铝氧八面体层与硅氧四面体层间空间的不相匹配错位促使片状晶体卷曲成管。管内侧为Al-OH基团，管边缘为Al-OH和Si-OH基团，管外表面基团主要以O-Si-O存在，铝氧化物与硅氧化物等电点相异导致内层表征为带正电，外层表征为带负电。内外基团特征及带电性质为其选择性改性提供了多种途径，使其具有优良的材料加强性能，其在物质吸附、存储、运输以及电化学、储能等方面都具有优良的性能。

四氧化三铁纳米颗粒作为一种典型的磁性功能，已广泛应用于工业研究的各个方面，常用于生物医药、磁性液体、催化剂载体、微波吸收材料、磁记录材料等方面，具有高稳定性及单分散性的四氧化三铁磁性纳米粒子性能尤其突出。

发明内容

本发明的目的是在现有制备技术的基础上，通过创新的技术手段将四氧化三铁插层进入埃洛石内管，控制颗粒粒径，制备一种埃洛石-铁氧体复合材料。本发明充分利用了我国丰富的埃洛石矿，为制备四氧化三铁磁性纳米颗粒提供了优良的纳米反应材料，同时丰富了其制备途径与应用前景。

一种埃洛石-铁氧体复合材料，由铁氧体插层埃洛石得到；埃洛石(HNTs)是一种天然铝硅酸盐管状粘土矿物，由高岭石片层在天然条件下卷曲而成；铁氧体磁性颗粒均匀分布于埃洛石层间。

一种所述的埃洛石-铁氧体复合材料的制备方法，

将埃洛石分散于氯化铁、氯化亚铁混合溶液中，加热条件促进金属离子水解，产生酸性环境，氢离子进入埃洛石内壁，与铝氧八面体层反应，酸化生成无定型铝氧化物以及铝离子，酸蚀扩大埃洛石管内径；利用羧乙基两性咪唑啉对金属离子络合形成可溶性有机金属络合物，可溶性有机金属络合物在埃洛石内壁铺展开来，煅烧处理，得到铁氧体插层的复合材料。

所述的制备方法，步骤如下：

1）取10g粒径分布为0.1～200μm的埃洛石，加入50～100mL 混合溶液，其中FeCl₃浓度为3～5.67mol/L，FeCl₂浓度为1.5～2.84 mol/L，80～120℃回流反应10～30h，反应完成后将混合体系过滤，取液相，记为液相①，取过滤后固体水洗三次，60℃真空干燥，记为固体①；

2）取1～3g羧乙基两性咪唑啉溶于50mL亚砜溶剂，边振荡边逐滴加入5～10mL液相①，超声20min，80℃磁力搅拌2～6h，记为液相②；

3）将液相②与固体①均匀混合，80～110℃磁力搅拌6～12h，随后将体系转移至坩埚，置于400～600℃马弗炉中煅烧1～3h，即得到埃洛石-铁氧体复合材料。

所述的亚砜溶剂为二甲基亚砜或癸基甲基亚砜，作为溶解和促渗体系。

本发明的有益效果：