[发明专利]一种铁基双金属氧化物纳米晶的制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种铁基双金属氧化物纳米晶的制备方法，包括以下步骤：(1)将油酸、十八烯和乙酰丙酮铁混合均匀反应得到反应体系A；(2)将油胺与乙酰丙酮M混合均匀反应得到反应体系B；(3)将反应体系A与反应体系B冷却后混合均匀，然后倒入高温反应釜中加热反应得到反应体系C；(4)将反应体系C冷却，除去上层液体得到铁基双金属氧化物纳米晶初品；(5)将铁基双金属氧化物纳米晶初品进行离心清洗，干燥后即得到铁基双金属氧化物纳米晶。本发明还提供一种上述制备方法得到的铁基双金属氧化物纳米晶作为光催化剂的应用。本发明实现了单分散的、结晶性好、尺寸分布均匀、形貌可控的铁基双金属氧化物纳米晶的合成。

技术领域

本发明属于功能材料领域，尤其涉及一种铁基双金属氧化物的制备方法、应用。

背景技术

20世纪以来，随着纳米化学的兴起和发展，科学界对纳米材料的认识进入了一个新的领域，纳米材料也被全世界的科研工作者广泛关注成为了一个热门研究领域。纳米材料因其独特的物理和化学特性而不同于其他块体、粉状等宏观物质材料，因此在多个领域都有潜在的应用。

铁基双金属氧化物纳米材料是由Fe、M(除Fe外的其他过渡金属)元素以及O一起构成的复合型氧化物。铁基双金属氧化物纳米材料在机械性能、光、电、磁、热等方面具备优良的性质，尤其是粒径统一、分散性好、尺寸小的铁基双金属氧化物纳米材料在治理环境污染方面具有创新性的应用。现阶段，各国研究人员提出了很多制备铁基双金属氧化物纳米材料的方法，主要如下：化学共沉淀法、高温热分解法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热/溶剂热法等。上述制备方法得到的产品均存在一些缺陷，如合成的成本相对较高，分散性不好，粒径分布不均匀等缺陷。

因此，如何制备分散性好、均一粒径的小尺寸铁基双金属氧化物纳米材料是现阶段纳米材料领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种分散性好、粒径均匀、尺寸在10nm以下、并具备良好光催化性能的铁基双金属氧化物纳米晶的制备方法、应用。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种铁基双金属氧化物纳米晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将油酸(OA)、十八烯(ODE)和乙酰丙酮铁(Fe(acac)₃)混合均匀，升温搅拌反应得到反应体系A；十八烯在反应体系中是作为非极性高沸点有机溶剂，将油酸与乙酰丙酮铁配合是因为油酸在体系中作为表面稳定剂，它与乙酰丙酮铁中的铁基相结合形成油酸铁成为制备铁基双金属氧化物的反应物质；

(2)将油胺(OAm)与乙酰丙酮M(M(acac)₂)混合均匀，升温搅拌反应得到反应体系B，其中M为除铁元素外的其他过渡金属元素；油胺作为有机胺类物质，在反应体系中可以显著降低反应温度，得到单分散、表面疏水性好的铁基双金属氧化物纳米晶；

(3)将反应体系A与反应体系B冷却后混合均匀，然后倒入高温反应釜中加热反应得到反应体系C；

(4)将反应体系C自然冷却，除去上层液体得到铁基双金属氧化物纳米晶初品；

(5)将铁基双金属氧化物纳米晶初品进行离心清洗，干燥后即得到铁基双金属氧化物纳米晶。

上述制备方法中，优选的，所述乙酰丙酮M为乙酰丙酮锌、乙酰丙酮镍或乙酰丙酮钴。上述过渡金属元素的铁基双金属氧化物纳米晶的光催化性好。