一种铋微米颗粒及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明提供了一种铋微米颗粒，具体涉及一种碱性环境下制备高巨磁效应铋微米颗粒的方法，属于化学化工、功能微纳材料技术领域。
【背景技术】
[0002]巨磁电阻效应是指由外加磁场引起的材料电阻的巨大变化的现象，可用于磁记录、磁头读出、磁信息存储、巨磁电阻传感器、磁电子学等信息科技领域。
[0003]铋是一种半金属，其高各向异性的费米面、低载流子浓度以及其小的载流子有效质量使得其具有独特的电学性质。由于铋具有大的费米波长以及长的载流子平均自由程，因而大量研宄集中在其量子传输及尺寸限域效应。极小的载流子有效质量和平均自由程使得铋具有非常好的巨磁阻效应，铋单质包括薄膜、块体以及各种形貌的纳米材料均已被成功合成并进行研宄，其涉及的合成工艺包括了化学或物理气相沉积、电化学沉积、溶液还原法等等。其中铋单质微米单晶薄膜的巨磁效应最为优良，而块体、各种形貌纳米材料的巨磁电阻均难以达到300%以上。结晶度极高的铋微米颗粒具有更长的载流子平均自由程，因而具有相对于块体材料或纳米材料更好的巨磁阻效应，而合成铋微米颗粒以及碱性条件下合成铋单质尚无文献报道。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种铋微米颗粒，解决了【背景技术】中的不足，该铋微米颗粒在低温下正巨磁阻为700%以上，室温下正巨磁阻为180%以上，其制备方法简单。
[0005]实现本发明上述目的所采用的技术方案为:
[0006]一种铋微米颗粒，所述的颗粒为铋单质，其粒径为I?3 μ m，颗粒呈球形或多面体状，采用以下方法制备:将铋源和模板剂加入乙二醇中，搅拌至完全溶解，随后边搅拌将溶液的PH值调节至大于10，待溶质完全溶解后，将溶液转移至密闭的聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，在160?200°C的条件下反应1h以上，反应结束后将所得产物离心或过滤后，洗涤除去残留溶质后，烘干冷却即可制得铋微米颗粒。
[0007]所述的铋源为硝酸铋或醋酸铋，所述的模板剂为CTAC，或CTAC与PVP混合而成的双表面活性剂，所述铋源与模板剂的摩尔比为0.5?3:1。
[0008]采用KOH的乙二醇溶液来调节溶液的pH值至大于10。
[0009]与现有技术相比，本发明所提供的铋微米颗粒的制备方法简单，于碱性条件下制备了单质铋晶体微米颗粒。其形貌较为均一，为球形或多面体，粒径为I?3μπι。所制备得到的铋微米颗粒在低温下正巨磁阻达到700%，室温下巨磁阻约180%。
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例所提供的铋微米颗粒的SEM照片；
[0011]图2为本发明实施例所提供的铋微米颗粒的XRD图；
[0012]图3为目标产物磁场强度一磁阻曲线(T = 10K，300K)。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
[0014]实施例1
[0015]本实施例中所制备的秘微米颗粒采用以下方法制得:将3mmol硝酸秘及3mmolCTAC加入到60mL乙二醇中，在500r/min下搅拌至溶解，然后向其中滴加lmol/L的KOH的乙二醇溶液，至PH大于10。得到澄清溶液，继续搅拌Ih后，将溶液转移至密闭的聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，并置于180°C鼓风烘箱中反应12h，自然冷却后取出，将所得产物抽滤，使用去离子水洗至中性，使用乙醇洗去模板剂。最后将滤得的产物于60°C真空干燥12h得到目标产物。
[0016]本实施例所提供的铋微米颗粒的场发射扫面电镜照片如图1所示，由图1中可以看出，所述的铋微米颗粒的粒径为I?3 μm，颗粒呈球形或多面体状。本实施例所制备的铋微米颗粒的XRD图如图2所示。本实施例所制备的铋微米颗粒的磁场强度一磁阻曲线图如图3所示，由图3中可以看出，所述铋微米颗粒在低温(1K)下正巨磁阻为700%以上，室温(300K)下正巨磁阻为180%以上。
[0017]实施例2
[0018]本实施例中所制备的秘微米颗粒采用以下方法制得:将3mmol醋酸秘及2.5mmolCTAC加入到60mL乙二醇中，在500r/min下搅拌至溶解，然后向其中滴加lmol/L的KOH的乙二醇溶液，至PH大于10。得到澄清溶液，继续搅拌Ih后，将溶液转移至密闭的聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，并置于160°C鼓风烘箱中反应12h，自然冷却后取出，将所得产物抽滤，使用去离子水洗至中性，使用乙醇洗去模板剂。最后将滤得的产物于60°C真空干燥12h得到目标产物。
[0019]实施例3
[0020]本实施例中所制备的秘微米颗粒采用以下方法制得:将3mmol硝酸秘及ImmolCTAC加入到60mL乙二醇中，在500r/min下搅拌至溶解，然后向其中滴加lmol/L的KOH的乙二醇溶液，至PH大于10。得到澄清溶液，继续搅拌Ih后，将溶液转移至密闭的聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，并置于160°C鼓风烘箱中反应12h，自然冷却后取出，将所得产物抽滤，使用去离子水洗至中性，使用乙醇洗去模板剂。最后将滤得的产物于60°C真空干燥12h得到目标产物。
[0021]实施例4
[0022]本实施例中所制备的秘微米颗粒采用以下方法制得:将3mmol硝酸秘及3mmolCTAC加入到35mL乙二醇中，在500r/min下搅拌至溶解，然后向其中滴加lmol/L的KOH的乙二醇溶液，至PH大于10。得到澄清溶液，继续搅拌Ih后，将溶液转移至密闭的聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，并置于180°C鼓风烘箱中反应24h，自然冷却后取出，将所得产物抽滤，使用去离子水洗至中性，使用乙醇洗去模板剂。最后将滤得的产物于60°C真空干燥12h得到目标产物。
[0023]实施例5
[0024]本实施例中所制备的秘微米颗粒采用以下方法制得:将3mmol硝酸秘及3mmolCTAC和IgPVP加入到60mL乙二醇中，在500r/min下搅拌至溶解，然后向其中滴加lmol/L的KOH的乙二醇溶液，至pH大于10。得到澄清溶液，继续搅拌Ih后，将溶液转移至密闭的聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，并置于180°C鼓风烘箱中反应24h，自然冷却后取出，将所得产物使用离心机分离洗涤，转速为1500?4000r/min，离心时间为5min，使用去离子水洗至中性，使用乙醇洗去模板剂。最后将滤得的产物于60°C真空干燥12h得到目标产物。
【主权项】
1.一种铋微米颗粒，其特征在于:所述的颗粒为铋单质，其粒径为I?3μπι，颗粒呈球形或多面体状，采用以下方法制备:将铋源和模板剂加入乙二醇中，搅拌至完全溶解，随后边搅拌边将溶液的PH值调节至大于10，待溶质完全溶解后，将溶液转移至密闭的聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，在160?200°C的条件下反应1h以上，反应结束后将所得产物离心或过滤后，洗涤除去残留溶质后，烘干冷却即可制得铋微米颗粒。
2.根据权利要求1所述的铋微米颗粒，其特征在于:所述的铋源为硝酸铋或醋酸铋，所述的模板剂为CTAC，或CTAC与PVP混合而成的双表面活性剂，所述铋源与模板剂的摩尔比为0.5?3山
3.根据权利要求1所述的铋微米颗粒，其特征在于:采用KOH的乙二醇溶液来调节溶液的pH值至大于10。
4.根据权利要求1所述的铋微米颗粒，其特征在于:所述铋微米颗粒在低温下正巨磁阻为700%以上，室温下正巨磁阻为180%以上。
【专利摘要】本发明提供了一种铋微米颗粒，所述的颗粒为铋单质，其粒径为1～3μm，颗粒呈球形或多面体状，采用以下方法制备：将铋源和模板剂加入乙二醇中，搅拌至完全溶解，随后边搅拌将溶液的pH值调节至大于10，待溶质完全溶解后，将溶液转移至密闭的聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，在160～200℃的条件下反应10h以上，反应结束后将所得产物离心或过滤后，洗涤除去残留溶质后，烘干冷却即可制得铋微米颗粒。该铋微米颗粒在低温下正巨磁阻为700％以上，室温下正巨磁阻为180％以上，其制备方法简单。
【IPC分类】B22F9-24, B22F1-00
【公开号】CN104525940
【申请号】CN201410852761
【发明人】马珑珑, 杨超, 田亚洋, 田熙科, 周朝昕, 王龙艳, 罗东岳
【申请人】中国地质大学（武汉）
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日