一种铁酸锌/碳/氧化锌纳米复合材料及其制备的方法与流程

技术特征：

1.一种铁酸锌/碳/氧化锌纳米复合材料，其特征是一种具有空心结构的铁酸锌/碳/氧化锌纳米复合材料，其化学表达式为ZnFe₂O₄/C/ZnO。

2.根据权利要求1所述的铁酸锌/碳/氧化锌纳米复合材料，其特征在于所述的铁酸锌/碳/氧化锌纳米复合材料，其尺寸大约为350nm，其形貌为空心球状结构。

3.一种铁酸锌/碳/氧化锌纳米复合材料的制备方法，其特征是利用Fe₃O₄@C空球为模板，在溶剂加热的条件下，通过原位反应得到尺寸均一、形貌规则的ZnFe₂O₄/C/ZnO复合空心纳米颗，其中尺寸大约为350nm，形貌为空心球状结构。

4.根据权利要求3所述的铁酸锌/碳/氧化锌纳米复合材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：

A、利用方法合成SiO₂颗粒：

(1)将乙醇、去离子水、氨水按体积比25:2:1混合，快速搅拌30min，使氨水充分分散于反应体系中；

(2)将3mL TEOS快速加入到上述溶液中，快速搅拌，待溶液出现乳白色，降低搅拌速度，继续搅拌4h，将所得产物离心后，用去离子水洗涤多次，最终分散于去离子水中，配成浓度为0.6M的溶液备用；

B、合成核壳结构SiO₂@Fe₃O₄@C纳米颗粒：

(1)取2～6mL上述硅球，离心，用丙酮洗涤多次，最终分散于30mL丙酮中；

(2)将0.6g二茂铁加入上述悬浊液中，超声30min，加入3mL质量分数为30％H₂O₂，搅拌30min，密封在内衬为聚四氟乙烯，外壳为钢质材料的反应容器中，于200℃反应24～48h；反应完成后，自然冷却至室温，离心，洗涤，得到具有核壳结构的SiO₂@Fe₃O₄@C纳米颗粒；

C、合成双壳层的Fe₃O₄@C空球纳米颗粒：

将所得的SiO₂@Fe₃O₄@C纳米颗粒，分散于10mL去离子水和5mL氨水的混合溶液中，搅拌3min，封在内衬为聚四氟乙烯，外壳为钢质材料的反应容器中，于140℃～160℃反应4～8h；自然冷却至室温，用去离子水洗涤三次，得到具有双层空球结构的Fe₃O₄@C纳米颗粒；

D、合成ZnFe₂O₄/C@/ZnO复合空心纳米球：

采用溶剂热法，具体是：将Fe₃O₄@C纳米颗粒分散于丙酮、乙醇胺的混合溶液中，超声30min，加入一定量的锌源，Fe与锌源的物质的量之比(摩尔比)为(6～1):(0～1)，搅拌10min，封在内衬为聚四氟乙烯，外壳为钢质材料的反应容器中，于200℃反应12～36h；再经磁分离和洗涤后，得到ZnFe₂O₄/C/ZnO复合空心纳米球。

5.根据权利要求4所述的铁酸锌/碳/氧化锌纳米复合材料的制备方法，其特征是在步骤D中，所述丙酮:乙醇胺体积比为1:1。

6.根据权利要求4所述的铁酸锌/碳/氧化锌纳米复合材料的制备方法，其特征是在步骤D中，所述锌源采用硝酸锌、醋酸锌、氯化锌中的一种。

7.根据权利要求4所述的铁酸锌/碳/氧化锌纳米复合材料的制备方法，其特征是在步骤D中，所述锌源采用醋酸锌。

8.根据权利要求4所述的铁酸锌/碳/氧化锌纳米复合材料的制备方法，其特征是在步骤D中，所述Fe与锌源的摩尔比为3:2。