[发明专利]一种磁性Fe3O4/Fe2O3复合纳米棒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性Fe₃O₄/Fe₂O₃复合纳米棒的简捷制备方法，属于一维或准一维无机非金属纳米复合材料制备技术领域。

背景技术

作为一种环境友好的磁性纳米材料，氧化铁纳米材料具有很多独特的物理化学性质，能在环境条件下稳定存在，这些独特的性质使其被广泛应用于电极材料、催化剂、传感器、磁共振成像等多个领域。由于其成本低，环保，生物相容性好，在生物体中表现出无毒或低毒的特性，因此，氧化铁纳米材料在生物医药领域也得到了广泛的应用，如用于基因和药物传递载体、细胞分离、DNA萃取、热疗等等。

一维或准一维纳米材料对材料科学的研究发挥着重要的作用，并且因其各种各样的应用成为一类很有前景的理想纳米材料。在过去的几十年里，一维纳米结构材料，如纳米棒、纳米管、纳米纤维、纳米片等等，因其独特的特性及其在各个领域广泛的实际应用引起了大量科研人员的兴趣和研究。

目前，关于磁性Fe₃O₄/Fe₂O₃复合纳米棒制备的报道很少，虽已有文献资料报道单一成分的Fe₂O₃纳米棒的制备，但这些方法耗时都较长，且因成分的影响产品的饱和磁化强度较小。当然，有文献(J.Magn.Magn.Mater.，2004，272-276： 1776-1777)报道，将Fe₂O₃在95％氩气和5％氢气氛围中350℃还原0.5-6h，之后在氦气保护下1100℃煅烧3h，制得磁性Fe₃O₄/Fe₂O₃纳米复合颗粒，其制备过程复杂，工艺控制难度大，使用氢气还原，操作控制要求较高，对设备的要求也很高，以确保气体不会泄露，且若操作不当还会带来安全隐患；同时，使用稀有气体保护，污染环境，制备成本高；若采用上述两种方法进行工艺制备磁性 Fe₃O₄/Fe₂O₃复合纳米棒，工艺过程复杂且不经济，生产安全性不高。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本发明一种磁性Fe₃O₄/Fe₂O₃复合纳米棒的制备方法，简化了工艺操作程序，生产周期短，真正实现了简捷安全快速生产的优势。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明提出一种磁性Fe₃O₄/Fe₂O₃复合纳米棒的制备方法，包括如下步骤：

(1)将硝酸铁溶于无水乙醇中，搅拌至完全溶解，制得前驱体溶液；

(2)将前驱体溶液直接点火燃烧至火自然熄灭，制得其凝胶；

(3)将凝胶置于程序控温炉中，升温并保温煅烧，热处理后自然冷却至室温得磁性Fe₃O₄/Fe₂O₃复合纳米棒。

优选地，步骤(1)中，硝酸铁和无水乙醇的用量为每2mmol硝酸铁对应无水乙醇的量为1mL。

优选地，步骤(3)中，所述保温煅烧的条件为：煅烧温度150-400℃，升温速率为0.5-15℃/min。

优选地，步骤(3)中，所述保温煅烧时间为0.1-10h。

有益效果：与现有技术相比，本发明首次采用溶液燃烧—凝胶煅烧法制备出磁性Fe₂O₃/Fe₃O₄纳米棒。采用本方法制备磁性Fe₂O₃/Fe₃O₄纳米棒，只需要硝酸铁和无水乙醇为原料，原料种类少，具有过程易控制，装置和工艺简单，无还原过程，操作方便，成本低，无污染，所需设备要求不高，制备周期短，煅烧温度低，产品形貌均匀、收率高，制备时间短等优点，可通过控制前驱体溶液中无水乙醇与硝酸铁的比例以及煅烧的机制有效地控制目标产物的组成、微观结构和性能。

附图说明