硫摻雜鐵鎳氧合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硫摻雜鐵鎳氧合金及其制備方法，屬于磁性合金材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵鎳氧合金是一種重要的尖晶石型的軟磁材料，具有低矯頑力、高飽和磁化強度 等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于電子器件、信息存儲、藥物靶向材料、C02分解、鋰離子電池等領(lǐng)域。而優(yōu) 異的磁性能、較高的穩(wěn)定性、高生物安全性等特性是其在納米磁流體、催化劑、醫(yī)用靶向材 料等方面應(yīng)用的基本條件，同時也是拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域的重要參數(shù)。
[0003] 由于納米材料具有獨特的物理化學(xué)性能，與塊體材料相比，其光、電、磁、熱等性能 有較大的不同。而產(chǎn)物的尺寸、結(jié)構(gòu)、組成和形貌在很大程度上取決于其制備方法。因此近 年來對納米維度的鐵鎳氧合金的制備技術(shù)及性能有了一定的研究。目前制備鐵鎳氧合金的 主要方法有溶膠-凝膠法、檸檬酸鹽前驅(qū)體法、高能球磨法等。而制備特殊結(jié)構(gòu)、形貌、尺寸 的鐵鎳氧合金，通常有兩種方法：一種是使用硬模板法，從空間上限制正在生長的納米材料 的尺寸和形狀；另一種則是使用軟模板法，來限制材料正在生長的方向和維數(shù)。到目前為 止，各種不同形貌、結(jié)構(gòu)和性能的鐵鎳氧合金已被成功合成出來，如納米立方塊、八面體、單 分散納米晶等。這些方法存在工藝復(fù)雜、條件苛刻、能耗高、磁性能低、產(chǎn)物純度不高等缺 陷。并且有關(guān)用硫離子來摻雜鐵鎳氧合金，制備出一種特殊形貌的鐵鎳氧合金，用以提高其 磁性能的研究報道至今未見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種硫摻雜鐵鎳氧合金的制備方法，該方法所用原料價廉 易得，成本低，無需采用軟硬模板等復(fù)雜工序，產(chǎn)物規(guī)整度較高，磁性能高。有效的克服了現(xiàn) 有技術(shù)的不足，具有巨大的市場應(yīng)用前景和良好的經(jīng)濟社會效益。
[0005] 為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種硫摻雜鐵鎳合金的制備方 法，包括以下步驟： 在室溫下，將無機鐵鹽和無機鎳鹽溶于水中，形成固體物濃度為〇. 2~4mol/L的澄清 溶液；然后加熱溶液至沸騰，再滴加乙二醇；攪拌10~60分鐘；升溫至110~180°C，通入 氧氣，繼續(xù)攪拌10~60分鐘；然后滴加質(zhì)量濃度為3%~60%的水合聯(lián)氨水溶液，繼續(xù)攪拌 10~60分鐘；最后于150~210°C反應(yīng)2~72小時即得到硫摻雜鐵鎳合金。
[0006] 上述技術(shù)方案中，所述無機鐵鹽為硫酸亞鐵銨或者水合硫酸亞鐵銨；所述無機鎳 鹽為氯化鎳、水合氯化鎳、硫酸鎳、水合硫酸鎳、硝酸鎳或水合硝酸鎳。將無機鐵鹽和無機 鎳鹽溶于水中，形成的澄清溶液中固體物為無機鐵鹽和無機鎳鹽，兩者的總濃度為〇. 2~4 mol/L〇
[0007] 上述技術(shù)方案中，所述澄清溶液中，鐵元素與鎳元素摩爾比為（1~9) : (9~1)， 即 1/9 彡Fe/Ni彡 9/1。
[0008] 上述技術(shù)方案中，所述乙二醇與水的體積比為（0. 1~1) : 0. 5。
[0009] 上述技術(shù)方案中，所述氧氣的純度不低于93%。
[0010] 上述技術(shù)方案中，所述水合聯(lián)氨水溶液滴加速度為2mL/h~50mL/h;滴加乙二醇 的速度為4mL/min~6mL/min。水合聯(lián)氨液體以二聚物形式存在，與水混溶，工業(yè)上一般 應(yīng)用水合聯(lián)氨水溶液。
[0011] 上述技術(shù)方案中，還包括提純，具體為反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液分別經(jīng)水、乙醇洗滌后， 烘干，即得到硫摻雜鐵鎳合金。
[0012] 優(yōu)選的技術(shù)方案中，提純時，反應(yīng)液用水、乙醇分別洗滌2~5次；烘干溫度為 50 ~80°C。
[0013]本發(fā)明的制備方法簡單，得到的產(chǎn)品規(guī)整度較高，磁性能高，因此本發(fā)明還公開了 根據(jù)上述任意一種方法制備得到的硫摻雜鐵鎳氧合金。
[0014] 由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點： (1)本發(fā)明首次公開的硫摻雜鐵鎳氧合金的方法能有效提高鐵鎳氧合金的磁性能(飽 和磁化強度為鐵鎳氧合金的1. 3倍)，相對現(xiàn)有鐵鎳氧合金的制備方法，本發(fā)明無需采用軟 硬模板，得到的產(chǎn)品依然具有好的磁性能，具有意想不到性。
[0015] (2)本發(fā)明公開的方法操作簡單，無需使用軟、硬模板，簡化后處理工藝，克服了現(xiàn) 有技術(shù)工藝參數(shù)范圍窄，工藝條件苛刻的缺點；并且反應(yīng)過程無需大型高能耗設(shè)備，極易實 現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，具有巨大的市場應(yīng)用前景和良好的經(jīng)濟社會效益。
【附圖說明】
[0016] 圖1為實施例一中硫摻雜鐵鎳氧合金的EDX譜圖； 圖2為實施例一中硫摻雜鐵鎳氧合金SEM照片。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述： 實施例一 在室溫下，稱量摩爾比為8:2的硫酸亞鐵銨（8mmol)和氯化鎳（2mmol)溶于30mL蒸餾 水中，攪拌，形成濃度〇. 33mol/L的澄清溶液。
[0018] 將上述溶液加熱至沸騰，然后以4mL/min的速度緩慢滴加10mL的乙二醇。滴加 完全后再攪拌10分鐘。然后升溫至ll〇°C，設(shè)置冷卻回流并通入純度為93%的氧氣，攪拌 15分鐘。
[0019] 將20mL濃度為10%的水合聯(lián)氨水溶液在1小時內(nèi)緩慢滴加到上述反應(yīng)液中，滴 加完成后繼續(xù)攬摔10分鐘。
[0020] 將反應(yīng)液倒入聚四氟乙烯內(nèi)膽中，放入不銹鋼高溫高壓反應(yīng)釜中，在180°C下反應(yīng) 5小時，取出后用水、乙醇分別洗滌3次，50°C烘干，即可得到高磁性的硫摻雜鐵鎳氧合金。
[0021] 附圖1為上述硫摻雜鐵鎳氧合金的EDX譜圖；從圖中可以看出，鐵鎳氧合金中鐵原 子與鎳原子的質(zhì)量比為35 : 12. 37,硫元素的質(zhì)量為23. 83%，與理論投料比相當(dāng)。EDX譜圖 表明，產(chǎn)物為硫摻雜鐵鎳氧合金。
[0022] 附圖2為上述硫摻雜鐵鎳氧合金SEM照片；從圖中可以看出，產(chǎn)物形貌較規(guī)則，未 見雜質(zhì)出現(xiàn)，為錐型。產(chǎn)物的寬度為20μπι左右，高度為40μπι左右。結(jié)果表明，采用本發(fā) 明方法得到的硫摻雜鐵鎳氧合金形貌為錐形，尺寸較均一。
[0023] 實施例二 在室溫下，稱量摩爾比為7:3的硫酸亞鐵銨（7mmol)和水合氯化鎳（3mmol)溶于45mL蒸餾水中，攪拌，形成濃度為〇. 22mol/L的澄清溶液。