专利名称：一种醇热法制备镍锌铁氧体(Ni<sub>x</sub>Zn<sub>1-x</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>)磁性纳米粉体的方法
技术领域：
本发明属镍锌铁氧体(NixZn^Fe204)磁性纳米粉体的制备领域，特别是涉及一种醇热 法制备镍锌铁氧体(NixZm.xFe204)磁性纳米粉体的方法。
背景技术：
NixZni-xFe204是一种重要的磁性材料。NixZni.xFe204是具有尖晶石型结构的软磁铁氧 体材料，镍锌铁氧体纳米晶的合成和性能研究日益成为研究领域的一个热点,这是由于尖晶 石型镍锌铁氧体作为一种软磁性材料,具有高电阻系数和高饱和磁化强度,被广泛地应用在 高速指针式读写磁头、避雷针、磁共振装置和电磁波吸收材料。Zahi S.等在Materials Chemistry and Physics 106 (2007) 452^456上报道用溶胶凝胶法和传统的陶瓷法分别制得组 成相同的镍锌铁氧体(NixZm.xFe204)。 Cao Huiqun等在Rare Metal Materials And Engineering 37 (2008) 473-476上用水热法制得了粒径为10-20nm的镍锌铁氧体纳米颗粒。J.S. Lee等在 Appl. Phys. A74 [Suppl.], S568-S570 (2002)上报道通过自蔓延法制备得到镍锌铁氧体纳米 颗粒。I.H.Gul等在Journal of Magnetism and Magnetic Materials 320 (2008) 270-275上报道 通过化学共沉淀法制备得到镍锌铁氧体纳米颗粒。由此可见，NixZni-xFe204因其独特的磁 性能、吸波性能，在工业，军事等领域有着广泛的应用前景。目前未见采用醇热法制备 NixZni.xFe204磁性纳米粉体的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种醇热法制备镍锌铁氧体(NixZn,.xFe204)磁性纳 米粉体的方法，该制备方法工艺简单，易于工业化生产；所制得的NixZrikFe204磁性纳米 粉体晶相纯、分散性好、不易团聚、磁化强度较高；该磁性材料因其独特的磁性能在工业 以及高科技领域拥有广阔的应用前景。
本发明的一种醇热法制备镍锌铁氧体(NixZm-xFe204)磁性纳米粉体的方法，包括 室温下，称取铁盐、锌盐、镍盐溶于为反应釜体积的1/2 3/4的浓度为98~99.5 wt。/。的 乙二醇中，其中Zn"和N产的摩尔数比为1:4 4:1; Zn"和N产的摩尔数之和与Fe"的摩尔 数之比为1:2，超声分散30-60 min，再加入与Fe^的摩尔数之比为8:1 12:1的无水乙酸 钠，为乙二醇体积的1/50~1/25的聚乙二醇分散剂，机械搅拌20 60min，转速为500~800转 /分钟，待完全溶解后将混合物放入反应釜中，升温至180~220°C，反应9 12h，完全反应 后，冷却至室温，用磁铁收集产物、去离子水洗涤产物，40-80 。C、 15~24 h烘干得到 NixZni.xFe204磁性纳米粉体。所述的铁盐、锌盐、镍盐为可溶性的铁、镍、锌的氯化物、硝酸盐、硫酸盐，优先使用 铁的氯化物(FeCl3'6H20)、镍的硝酸盐(Ni(N03)2'H20)、锌的硝酸盐(Zn(N03)r6H20)。 所述的聚乙二醇分散剂的分子量为200~1000。
相对于普通的液相法，磁性纳米颗粒在有机相中更稳定，不易生成杂质相。由于在液 相中，磁性纳米粒子因受到溶液离子强烈的静电吸引力的作用极易团聚，因此本方法选用 静电稳定性好的无水乙酸钠作为碱性试剂加入，以防止NixZni.xFe204的大规模团聚。 有益效果
(1) 制备工艺简单，对生产设备要求低，易于工业化生产；
(2) 所制备的NixZm《Fe204磁性纳米复合材料晶相纯、分散性好、不易团聚，磁化强度 高。
图1合成粉体的透射电镜照片； 图2合成粉体的X射线衍射图； 图3合成粉体的磁滞回线图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而 不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人
员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
实施例1
称取1.351 g高氯化铁、0.145 g六水硝酸锌、0.595 g六水硝酸锌，加入三颈烧瓶， 再加入50ml乙二醇，超声分散60min。待超声分散后，再加入3.6 g无水乙酸钠、1 ml聚 乙二醇200、在转数为500转/分钟下机械搅拌30min，待完全溶解后，再将上述溶液倒入 反应釜中，升温至220。C，反应9h。反应结束，用磁铁收集产物，并用去离子水洗涤产物， 然后将产物在40。C下真空干燥24 h，得到NixZm-xFe204纳米粉体。图1为本实施例合成 粉体的X射线衍射图，图中的衍射峰表明该纳米粉体为NixZni《Fe204。图2为合成粉体 的透射电镜照片，可以看出NixZm-xFe204纳米微球粒径在50~150 nm， NixZni-xFe204纳 米微球是由多个NixZm-xFe204纳米晶粒定向聚集而成。图3是该磁性纳米粉体的磁滞回线 图，可以看出该纳米粉体的磁化强度较高，达到60.41 emu/g。实施例2
称取1.351 g高氯化铁、0.297 g六水硝酸锌、0.436 g六水硝酸镍，加入三颈烧瓶， 再加入50ml乙二醇，超声分散30min。待超声分散后，再加入3.6 g无水乙酸钠、0.8 ml 聚乙二醇400、在转数为500转/分钟下机械搅拌60min，待完全溶解后，再将上述溶液倒 入反应釜中，升温至18(TC，反应12h。反应结束，用磁铁收集产物，并用去离子水洗涤 产物，然后将产物在80°(:下真空干燥1511，得到NixZm-xFe204纳米粉体。XRD测试结果 表明该纳米粉体为NixZnuxFe204。透射电镜观察表明NixZni_xFe204纳米微球粒径在 50~150 nm，该纳米粉体中的NixZni-xFe204纳米微球是有多个NixZn^Fe204纳米晶粒定向 聚集而成。该磁性纳米粉体的磁滞回线图表明该纳米粉体的磁化强度较高，达到57.01 emu/g。
实施例3
称取1.351 g高氯化铁、0.372 g六水硝酸锌、0.363 g六水硝酸镍，加入三颈烧瓶， 再加入50ml乙二醇，超声分散45min。待超声分散结束后，再加入3.6 g无水乙酸钠、 0.6 ml聚乙二醇600、在转数为500转/分钟下机械搅拌30min，待完全溶解后，再将上述 溶液倒入反应釜中，升温至200。C，反应10h。反应结束，用磁铁收集产物，并用去离子 水洗涤产物，然后将产物在70。C下真空干燥18h，得到NixZn"Fe204纳米粉体。XRD测 试结果表明该纳米粉体为NixZm-xFe204。透射电镜观察表明NixZni.xFe204纳米微球粒 径在50~150 nm，该纳米粉体中的NixZn^Fe204纳米微球是有多个NixZni-xFe204纳米晶粒 定向聚集而成。
实施例4
称取1.351 g高氯化铁、0.446 g六水硝酸锌、0.290 g六水硝酸锌，加入三颈烧瓶， 再加入50ml乙二醇，超声分散50min。待超声分散后，再加入3.6g无水乙酸钠、0.5ml聚 乙二醇1000、在转数为500转/分钟下机械搅拌45 min，待完全溶解后，再将上述溶液倒 入反应釜中，升温至200°(:，反应12h。反应结束，用磁铁收集产物，并用去离子水洗涤 产物，然后将产物在60 °C下真空干燥20 h，得到NixZni_xFe204纳米粉体。XRD测试结果 表明该纳米粉体为NixZrn.xFe204。透射电镜观察表明NixZi^xFe2Q4纳米微球粒径在50 150 nm，该纳米粉体中的NixZni.xFe204纳米微球是有多个NixZni.xFe204纳米晶粒定向聚集而 成。该磁性纳米粉体的磁滞回线图表明该纳米粉体的磁化强度较高，达到53.06emu/g。
权利要求
1. 一种醇热法制备镍锌铁氧体NixZn1-xFe2O4磁性纳米粉体的方法，包括室温下，称取铁盐、锌盐、镍盐溶于为反应釜体积1/2～3/4的浓度为98～99.5wt％的乙二醇中，其中Zn2+和Ni2+的摩尔数比为1∶4～4∶1；Zn2+和Ni2+的摩尔数之和与Fe3+的摩尔数之比为1∶2，超声分散30～60min，再分别加入与Fe3+的摩尔数之比为8∶1～12∶1的无水乙酸钠，为乙二醇体积的1/50～1/25的聚乙二醇分散剂，机械搅拌20～60min，转速为500～800转/分钟，待完全溶解后将混合物放入反应釜中，升温至180～220℃，反应9～12h，完全反应后，冷却至室温，用磁铁收集产物、去离子水洗涤产物，40～80℃、15～24h烘干得到NixZn1-xFe2O4磁性纳米粉体。
2. 根据权利要求1所述的一种醇热法制备镍锌铁氧体NixZn"Fe204磁性纳米粉体的方法， 其特征在于所述的铁盐、锌盐、镍盐为可溶性的铁、镍、锌的氯化物、硝酸盐、硫酸盐。
3. 根据权利要求2所述的一种醇热法制备镍锌铁氧体NixZni.xFe204磁性纳米粉体的方法， 其特征在于所述的铁盐、锌盐、镍盐为铁的氯化物FeCly6H20、镍的硝酸盐Ni(N03)2'H20、 锌的硝酸盐Zn(N03)2'6H20。
4. 根据权利要求1所述的一种醇热法制备镍锌铁氧体NixZm-xFe204磁性纳米粉体的方法， 其特征在于所述的聚乙二醇分散剂的分子量为200-1000。
5. 根据权利要求2所述的一种醇热法制备镍锌铁氧体NixZni-xFe204磁性纳米粉体的方法， 其特征在于通过调节所述的铁盐、锌盐、镍盐的比例，可获得不同组成的NixZn!-xFe204 磁性纳米粉体。
全文摘要
本发明涉及一种醇热法制备镍锌铁氧体Ni<sub>x</sub>Zn<sub>1-x</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>磁性纳米粉体的方法，包括室温下，称取铁盐、锌盐、镍盐溶于乙二醇中，超声分散，再加入无水乙酸钠，分散剂聚乙二醇，机械搅拌，待完全溶解后将混合物放入反应釜中，完全反应后，冷却至室温，用磁铁收集产物、去离子水洗涤产物烘干得到Ni<sub>x</sub>Zn<sub>1-x</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>磁性纳米粉体。该制备方法工艺简单，易于工业化生产；该方法所制得的Ni<sub>x</sub>Zn<sub>1-x</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>磁性纳米粉体晶相纯、分散性好、不易团聚、磁化强度较高；该磁性材料因其独特的磁性能在工业以及高科技领域拥有广阔的应用前景。
文档编号C04B35/30GK101475368SQ20091004512
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月9日 优先权日2009年1月9日
发明者张燕玲, 张青红, 朱美芳, 李耀刚, 王宏志, 伟 闫 申请人:东华大学