專利名稱：種子-水熱法制備棒狀尖晶石錳鐵氧體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種無機非金屬磁性材料的制備方法，具體地說是一種由特 殊形態(tài)二元錳氧化物制備特殊形態(tài)三元錳氧化物——用有序棒狀Mn203為種子 制備棒狀尖晶石錳鐵氧體粉末的制備方法。
(二)
背景技術(shù)：
由于納米顆粒的大小和形貌對其物理、化學性能有顯著影響，具有特殊形態(tài) 納米材料相對于塊狀材料性質(zhì)有重大改變。目前對制備具有特殊形貌氧化物的研 究已經(jīng)引起國內(nèi)外廣泛的關(guān)注，提倡結(jié)構(gòu)一形態(tài)一性能的統(tǒng)一。具有納米帶狀、 納米壁、管狀、環(huán)狀、柱狀、納米花等特殊形態(tài)的簡單二元氧化物己經(jīng)逐漸報導。 但相對于簡單的氧化物而言，鐵氧體這種復合氧化物由于晶體結(jié)構(gòu)上呈面心立方 結(jié)構(gòu)，存在大量未被占據(jù)的八面體和四面體次晶格，對合成條件有比較苛刻的要 求。目前國內(nèi)外對制備特殊納米相貌鐵氧體的研究仍然是這種復合氧化物研究的 難點之一。由特殊形態(tài)簡單化合物制備特殊形態(tài)復雜化合物將是一個新的思路， 但目前還很少有相的報導。經(jīng)過多年的不斷發(fā)展，鐵氧體的應(yīng)用方面早已不限于 軟磁和永磁材料；尤其在最近幾年來，鐵氧體的應(yīng)用在尖端技術(shù)，如雷達、微波 (超高頻)多路通訊、自動控制、射電天文、計算技術(shù)、鐵道號志、遠程操縱等 方面起了革命或革新的作用，它在固體電子學中的重要性可以說是僅僅次于半導 體。因此，研發(fā)工藝簡單、條件溫和、容易調(diào)控的特殊形態(tài)納米鐵氧體材料合成 方法是非常有意義的。
水熱法是比較常用的制備鐵氧體的方法之一，和其他制備方法相比具有能實 現(xiàn)難于進行的合成反應(yīng)，能合成與開發(fā)一系列特種介穩(wěn)結(jié)構(gòu)、特種凝聚態(tài)的新合 成產(chǎn)物，有利于生長極少缺陷、取向好、完美的晶體，且合成產(chǎn)物結(jié)晶度高以及 易于控制產(chǎn)物晶體的粒度等優(yōu)點。但是由于鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)比較復雜，其形貌 控制比簡單的二元氧化物困難，所以目前為止，水熱法合成的錳鐵氧體多為顆粒 狀，還沒有關(guān)于用水熱法由特殊形態(tài)簡單氧化物制備特殊形態(tài)復合氧化物——棒 狀尖晶石錳鐵氧體粉末的報導。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種合成成本低、環(huán)保節(jié)能、易于操作、很有希望應(yīng) 用于其它特殊形態(tài)復合氧化物的制備的用有序棒狀錳氧化物制備棒狀尖晶石錳 鐵氧體的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
1) 用分析純的原料和蒸餾水配制lmol/L氯化鐵溶液、2mol/L氯化錳溶液和 2.5mol/L氫氧化鈉溶液；
2) 用有序棒狀Mri203為種子，將己經(jīng)制備好的種子用超聲波分散10 15min 后加入水熱釜內(nèi)；
3) 按照MnFe204化學計量比、即Mn:Fe=l:2稱取氯化鐵溶液和氯化錳溶液依 次放入水熱釜內(nèi)襯中，在磁力攪拌器的攪拌下反應(yīng)0.5~lh;
4) 將氫氧化鈉溶液逐滴滴入第3)步反應(yīng)得到的氯化鹽混合物中，調(diào)節(jié)pH 值分別為12~12.5;
5) 加蓋擰緊并放入干燥箱中，設(shè)置反應(yīng)溫度為20(TC，反應(yīng)時間為12 15h;
6) 反應(yīng)完成后反應(yīng)釜隨干燥箱冷卻到室溫，用去離子水和無水乙醇沖洗沉淀 物數(shù)次，直到濾液呈中性為止；
7) 所得沉淀物經(jīng)8(TC干燥箱干燥。 所述的有序棒狀Mn203是采用這樣的方法準備的
1) 按每0.1L飽和草酸溶液加入3-5mmol的硝酸錳的比例，將硝酸錳加入到 草酸溶液中，并在磁力攪拌器上攪拌，制成均勻的混合溶液；
2) 室溫下磁力攪拌至出現(xiàn)大量沉淀；
3) 將2)得到的沉淀依次用酒精和蒸餾水洗滌數(shù)次，得到前驅(qū)體；
4) 將前驅(qū)體在80'C烘干；
5) 將烘干的前驅(qū)體磨成細粉，在800'C焙燒6小時得到有序棒狀Mn203。 本發(fā)明采用有序棒狀Mn203為種子，結(jié)合水熱法制備出棒狀三元錳氧化物
——尖晶石錳鐵氧體。本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，將易于合成的特殊形態(tài)二元氧化 物為基礎(chǔ)，結(jié)合水熱法，在溫和的條件下，達到了合成特殊形態(tài)多元氧化物的目 的；并且產(chǎn)物相對于傳統(tǒng)方法所得產(chǎn)物性能得到了改善，在外加磁場很小的時候 即可以達到較大的飽和磁化強度，并且具有較小的矯頑力。本方法工藝簡單，易于操作，合成成本低，環(huán)保節(jié)能，產(chǎn)物形貌均勻，有希望應(yīng)用于其它特殊形態(tài)復 合氧化物的制備。
(四)


圖1為本發(fā)明的具體實施方式
得到的產(chǎn)物棒狀錳鐵氧體的XRD圖譜。
圖2為本發(fā)明的具體實施方式
中所用種子的掃描電鏡(SEM)圖。
圖3為本發(fā)明的具體實施方式
得到的產(chǎn)物棒狀錳鐵氧體的掃描電鏡(SEM)圖。
圖4為本發(fā)明的具體實施方式
得到的產(chǎn)物棒狀錳鐵氧體的室溫磁滯回線。
具體實施方式
下面舉例對本發(fā)明做更詳細地描述
1) 用分析純的原料和蒸餾水配制lmol/L氯化鐵溶液，2mol/L氯化錳溶液和 2.5mol/L氫氧化鈉溶液；
2) 將已經(jīng)制備好的種子(采用草酸作為金屬離子的配合物，用極簡單的共沉 淀法合成的有序棒狀Mn203)用超聲波分散10分鐘；
3) 按照MnFe204化學計量比(Mn:Fe=l:2)稱取氯化鐵溶液和氯化錳溶液依 次放入水熱釜內(nèi)襯中，在磁力攪拌器的攪拌下反應(yīng)0.5h;
4) 將氫氧化鈉溶液逐滴滴入氯化鹽混合物中，調(diào)節(jié)pH值分別為12;
5) 加蓋擰緊并放入干燥箱中，反應(yīng)溫度為20(TC和時間為12h;
6) 反應(yīng)完成后反應(yīng)釜隨干燥箱冷卻到室溫，用去離子水和無水乙醇沖洗沉淀 物數(shù)次，直到濾液呈中性為止；
7) 所得樣品經(jīng)80。C干燥箱干燥2h。
本實施方式中所用的采用草酸作為金屬離子的配合物，用極簡單的共沉淀法 合成的有序棒狀Mn203的具體制備方法為
1) 按每0.1L飽和草酸溶液加入3-5mmol的硝酸錳的比例，將硝酸錳加入到 草酸溶液中，并在磁力攪拌器上攪拌，制成均勻的混合溶液；
2) 室溫下磁力攪拌至出現(xiàn)大量沉淀；
3) 將2)得到的沉淀依次用酒精和蒸餾水洗滌數(shù)次，得到前驅(qū)體；
4) 將前驅(qū)體在8(TC烘干；
5) 將烘干的前驅(qū)體磨成細粉，在80(TC焙燒6小時得到棒狀二元錳氧化物。 所制得的產(chǎn)物其XRD衍射峰與JCPDS88-1965中的XRD衍射峰完全對應(yīng)， 其對應(yīng)的d值(20值)和Miller指數(shù)也完全吻合。其形態(tài)為規(guī)整的棒狀，長徑比大 于10:1。磁滯回線的形狀表現(xiàn)出明顯的平行四邊形狀，在外加磁場很小的時候即 可以達到較大的飽和磁化強度，且矯頑力較小。該法實現(xiàn)了由特殊形態(tài)二元錳氧 化物制備特殊形態(tài)三元錳氧化物，并實現(xiàn)了性能的改進，很有希望應(yīng)用于其它特 殊形態(tài)復合氧化物的制備。
權(quán)利要求
1、種子-水熱法制備棒狀尖晶石錳鐵氧體的方法，其特征是1)用分析純的原料和蒸餾水配制1mol/L氯化鐵溶液、2mol/L氯化錳溶液和2.5mol/L氫氧化鈉溶液；2)用有序棒狀Mn2O3為種子，將已經(jīng)制備好的種子用超聲波分散10～15min后加入水熱釜內(nèi)；3)按照MnFe2O4化學計量比，即Mn∶Fe＝1∶2稱取氯化鐵溶液和氯化錳溶液依次放入水熱釜內(nèi)襯中，在磁力攪拌器的攪拌下反應(yīng)0.5～1h；4)將氫氧化鈉溶液逐滴滴入第3)步反應(yīng)得到的氯化鹽混合物中，調(diào)節(jié)pH值分別為12～12.5；5)加蓋擰緊并放入干燥箱中，設(shè)置反應(yīng)溫度為200℃，反應(yīng)時間為12～15h；6)反應(yīng)完成后反應(yīng)釜隨干燥箱冷卻到室溫，用去離子水和無水乙醇沖洗沉淀物數(shù)次，直到濾液呈中性為止；7)所得沉淀物經(jīng)80℃干燥箱干燥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的種子-水熱法制備棒狀尖晶石錳鐵氧體的方法， 其特征是所述的有序棒狀Mn203是采用這樣的方法準備的1) 按每0.1L飽和草酸溶液加入3-5mmo1的硝酸錳的比例，將硝酸錳加入 到草酸溶液中，并在磁力攪拌器上攪拌，制成均勻的混合溶液；2) 室溫下磁力攪拌至出現(xiàn)大量沉淀；3) 將2)得到的沉淀依次用酒精和蒸餾水洗漆數(shù)次，得到前驅(qū)體；4) 將前驅(qū)體在80。C烘干；5) 將烘干的前驅(qū)體磨成細粉，在80(TC焙燒6小時得到有序棒狀Mn203。
全文摘要
本發(fā)明提供的是種子-水熱法制備棒狀尖晶石錳鐵氧體的方法。用有序棒狀Mn₂O₃制備棒狀尖晶石錳鐵氧體的方法。配制1mol/L氯化鐵溶液、2mol/L氯化錳溶液和2.5mol/L氫氧化鈉溶液；用有序棒狀Mn₂O₃為種子；按照MnFe₂O₄化學計量比(2∶1)稱取氯化鐵溶液和氯化錳溶液依次放入水熱釜內(nèi)襯中，在磁力攪拌器的攪拌下反應(yīng)；將氫氧化鈉溶液逐滴滴入氯化鹽混合物中，調(diào)節(jié)pH值；反應(yīng)12～15h；反應(yīng)完成后冷卻到室溫，沖洗沉淀物；所得樣品干燥。本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，由簡單特殊形態(tài)氧化物制備復雜特殊形態(tài)化合物，并改進了其性能。工藝簡單，易于控制，形態(tài)和結(jié)晶度都比較好，合成成本低，環(huán)保節(jié)能，易于操作，很有希望應(yīng)用于其它特殊形態(tài)復合氧化物的制備。
文檔編號C01G49/02GK101348281SQ20081006494
公開日2009年1月21日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者侯相鈺, 靜 馮, 張密林 申請人:哈爾濱工程大學