一种四氧化三铁纳米颗粒及其制备方法

本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种fe3o4纳米颗粒的制备方法。

背景技术：

1、纳米四氧化三铁(fe3o4)因具有一定的饱和磁化强度而表现出更好的磁性，常因其固有的磁性特征与纳米尺寸和表面效应相结合，可用于铁磁流体、催化剂和电照相显影剂等重要领域。同时，纳米四氧化三铁因具有较高的理论电容量，在储能材料方面也受到了人们的广泛关注。因此，纳米四氧化三铁有着极大的应用前景和研究价值。然而，现有技术存在如下问题：

2、一是制备时间较长。如“一种四氧化三铁纳米粒子的制备方法”(cn 109336187b)专利技术，需要达到6小时以上才能制备完成，大大限制了生产效率。

3、二是工艺复杂。如“一种四氧化三铁纳米晶的制备方法”(cn 110655118b)专利技术，涉及四种溶液的制备，每一种溶液配制还需要特定的气氛，配置过程要求边滴加边搅拌，时间长且工艺复杂。

4、三是对环境不友好。如“一种纳米四氧化三铁的制备方法”(cn 115676899a)专利技术，用的药品腐蚀性较大，污染较重，也有一定的危险性。

技术实现思路

1、本发明旨在克服已有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单、环境友好和成本低廉的纳米fe3o4的快速制备方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：将三价铁离子化合物和有机酸钠盐溶于乙二醇中，温度为-5～100℃，溶液ph为8～10，混合搅拌时间为0.1h～1h，随后将其置于微波炉中水热处理100～600s，然后依次用乙醇和蒸馏水洗涤离心三遍，室温干燥，即得到fe3o4纳米颗粒；

3、所述三价铁离子化合物的浓度为0.005～0.5mol/l；

4、所述有机酸钠盐的浓度为0.005～0.5mol/l。

5、所述的四氧化三铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于所述三价铁离子化合物为氯化铁、硫酸铁和硝酸铁中的一种。

6、所述的四氧化三铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于所述有机酸钠盐为乙酸钠、柠檬酸钠、苹果酸钠和乳酸钠中的一种或两种。

7、所述的四氧化三铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于所述微波功率为100～800w。

8、由于采用上述方案，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

9、1)本发明的制备过程简单，能耗小，周期短，成本较低；所用原料绿色易得，对环境友好，适于规模生产。

10、2)本发明采用的微波设备属于市场常见低成本设备，可以大量制备四氧化三铁纳米颗粒。

11、3)利用场发射扫描电镜观察发现，本发明制备的四氧化三铁纳米颗粒粒径均匀。

12、4)实现纳米颗粒粒径的可控制备，尺寸在30～150nm之间可控调整。

13、5)本发明所制备的四氧化三铁纳米颗粒表现出了良好的磁性性能。

14、6)本发明工艺参数可精确控制，通过改变反应时间、反应温度和溶液浓度，能调整纳米颗粒的形貌、和微观结构，重复性好。

15、所以，本发明工艺简单，成本低廉，环境友好，用该方法可快速制备粒径均匀的四氧化三铁纳米颗粒，适于规模生产。

技术特征：

1.一种四氧化三铁纳米颗粒及其制备方法，其特征在于将三价铁离子化合物和有机酸钠盐溶于乙二醇中，温度为-5～100℃，溶液ph为8～10，混合搅拌时间为0.1h～1h，随后将其置于微波炉中水热处理100～600s，然后依次用乙醇和蒸馏水洗涤离心三遍，室温干燥，即得到fe3o4纳米颗粒；

2.根据权利要求1所述的四氧化三铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于所述三价铁离子化合物为氯化铁、硫酸铁和硝酸铁中的一种。

3.根据权利要求1所述的四氧化三铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于所述有机酸钠盐为乙酸钠、柠檬酸钠、苹果酸钠和乳酸钠中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的四氧化三铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于所述微波功率为100～800w。

5.根据权利要求1～4项中任一项所述的四氧化三铁纳米颗粒的制备方法所制备的四氧化三铁纳米颗粒。

技术总结
本发明具体涉及一种四氧化三铁纳米颗粒及其制备方法。其技术方案是：将三价铁离子化合物和有机酸钠盐溶于乙二醇中，温度为‑5～100℃，溶液pH为8～10，混合搅拌时间为0.1h～1h，随后将其置于微波炉中水热处理100～600s，然后依次用乙醇和蒸馏水洗涤离心三遍，室温干燥，即得到Fe3O4纳米颗粒。其中：所述三价铁离子化合物为氯化铁、硫酸铁和硝酸铁中的一种，浓度为0.005～0.5mol/L；所述有机酸钠盐为乙酸钠、柠檬酸钠、苹果酸钠和乳酸钠中的一种或两种，有机酸钠盐的浓度为0.005～0.5mol/L。本发明工艺简单，成本低廉，环境友好，用该方法可快速制备粒径均匀的四氧化三铁纳米颗粒，适于规模生产。

技术研发人员：詹玮婷,张巍,贺展博,刘雨建
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21