[发明专利]一种磁性异质体纳米材料及其制备方法

说明书

本发明属于无机非金属纳米复合材料制备技术领域，具体涉及一种异质体纳米片及其制备方法。本发明公开了一种原料组合物，包括三价铁盐和磷酸二氢盐，其中三价铁离子和磷酸根离子摩尔比(2‑6):1，将原料组合物制成溶液经水热反应和还原剂煅烧后，获得Fe₃O₄/α‑Fe₂O₃磁性异质体纳米片，本发明水热煅烧制备磁性异质体纳米片的原料来源广泛，成本低廉，工艺流程简单，操作简便，对所需设备要求不高，所得产品形态规则，产率高，适于工业化规模生产，饱和磁化强度达31‑51emu/g，具有广泛的应用。

技术领域

本发明属于无机非金属纳米复合材料制备技术领域，特别涉及一种磁性异质体纳米材料及其制备方法。

背景技术

近年来，纳米科学和纳米技术的研究得到了极大的发展。由于纳米材料独特的物理化学性质，包括表面效应、催化性能、介电限域和量子效应等，使其在生态环境、生物医学、电子信息、工程应用、光电学等方面有着广泛应用。材料的晶型、粒径和形貌对其性能有很大的影响。由于片状结构的纳米材料比表面积较高，该结构特点使其暴露更多的活性位，提高了反应性能。

氧化铁是一种无毒无害且在自然环境中广泛存在的过渡金属元素氧化物。其中，α-Fe₂O₃具有低生物毒性、高耐腐蚀、优良的热力学稳定性，因此拥有潜在的研究价值。然而，α-Fe₂O₃的磁性较弱，这在一定程度上限制了它大范围的研究和应用。为了克服这一局限性，Fe₃O₄/α-Fe₂O₃磁性异质体纳米片被制备出来。该纳米片磁性大小可控，不易团聚，安全环保，催化性能高，生物相容性好。

目前可通过不同合成方法来调控纳米氧化铁的粒径与形貌，包括水解法、共沉淀法、水热法、溶剂热法、离子液辅助合成法、热分解法、燃烧氧化法以及溶胶凝胶法。但报道制备Fe₃O₄/α-Fe₂O₃磁性异质体纳米片的文献极少，且制备方法复杂，周期长，成本较高，需要使用表面活性剂或有毒的溶剂，不利于工业化生产。

现有中国专利文献CN111847524公开了一种Fe₃O₄/Fe₂O₃磁性异质体纳米管及其制备方法通过控制还原性糖与α-Fe₂O₃纳米管的比例、煅烧温度和煅烧时间三个参数来实现控制；产品磁性较强，形状规则，稳定性好，不易团聚，但是鲜有报道采用金属盐等比较原始的材料制备Fe₃O₄/α-Fe₂O₃磁性异质体纳米的报道，现有技术CN105417517公开了采用可溶性铁盐和无金属离子磷源溶液，聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂制备磷酸铁材料，但是制备出来的磷酸铁材料为银耳状，难以达到理想中的形态。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中Fe₃O₄/α-Fe₂O₃磁性异质体纳米片制备工艺的不足，采用水热煅烧法制备了Fe₃O₄/α-Fe₂O₃磁性异质体纳米片，弥补了现有制备方法周期长，成本高等缺点，提供了一种操作简便、成本低廉、绿色环保、可大规模工业化生产的一种Fe₃O₄/α-Fe₂O₃磁性异质体纳米片及其制备方法。

具体如下所述：

本发明公开了一种用于合成磁性异质体纳米材料的原料组合物，包括三价铁盐和磷酸二氢盐，其中三价铁离子和磷酸根离子摩尔比为(2-6):1。