[发明专利]一种铁磁性Bi2Fe4O9-α-Fe2O3核-壳结构纳米颗粒的制备方法

说明书

本发明涉及一种铁磁性Bi₂Fe₄O₉‑α‑Fe₂O₃核‑壳结构纳米颗粒的制备方法，其特征在于：首先以末端基团为酯基、羟基或羧基的聚酰胺‑胺（PAMAM）树形分子为模板，采用溶剂热法制得铁磁性纯相Bi₂Fe₄O₉纳米颗粒，再用适量的PAMAM树形分子对Bi₂Fe₄O₉纳米颗粒进行包覆，然后滴加Fe(NO₃)₃·9H₂O溶液，使Fe³⁺与树形分子配位，将反应液pH调至7～9，将所得磁性沉淀物经过再次溶剂热反应后，得到铁磁性Bi₂Fe₄O₉‑α‑Fe₂O₃核‑壳结构纳米颗粒。本发明制备的纳米颗粒分散性好，饱和磁化强度高，光催化活性高，可用作磁性回收可见光催化剂和传感器材料等领域，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种铁磁性Bi₂Fe₄O₉-α-Fe₂O₃核-壳结构纳米颗粒的制备方法，属材料制备技术领域。

背景技术

Bi₂Fe₄O₉是铁酸铋材料中一个重要的相，能带间隙大约为2.1eV，化学稳定性好，能够充分吸收利用可见光，在利用太阳能方面具有优势。Bi₂Fe₄O₉在室温下具有弱铁磁性和良好的光催化活性，能将工业氨氧化为NO，在磁性回收光催化剂领域具有良好的应用前景。Bi₂Fe₄O₉对乙醇和丙酮等气体有非常敏感，还可以作为半导体气敏传感器，是一种性能优良的功能材料。Bi₂Fe₄O₉的形貌、微观结构和尺寸对其光催化性能和磁性能影响很大，小尺寸的纳米颗粒具有更大的比表面积，更强的量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，能表现出更强的光催化剂活性和磁化强度。因此，小尺寸的Bi₂Fe₄O₉纳米颗粒可望成为一种新型的可磁性回收的窄带隙可见光催化剂，在可见光催化领域具有广泛的应用前景。

α-Fe₂O₃纳米粒子具有高稳定性，并且原料价格较低廉，无毒，耐腐蚀，对可见光和紫外光有良好的吸收和屏蔽效应，在催化剂、电光器件，吸光材料、电池材料等领域有广泛的应用前景，如果制得Bi₂Fe₄O₉-α-Fe₂O₃核-壳结构纳米颗粒，有望获得性能更加优异的纳米复合材料，但是相关报导还很少。

目前，我们已经以PAMAM树形分子为模板，采用溶剂热法制备出了直径在10 nm以下的纯相Bi₂Fe₄O₉纳米颗粒，分散性好，在可见光照射下具有高催化活性，具有铁磁性，饱和磁化强度可达18.4 emu/g，本发明即以此为核，制备出了铁磁性Bi₂Fe₄O₉-α-Fe₂O₃核-壳结构纳米颗粒，在磁性回收可见光催化剂、传感器和存储器材料等领域具有很强的理论意义和应用价值。

发明内容