[发明专利]一种四氧化三铁网状结构纳米带的制备方法

摘要

本发明涉及一种四氧化三铁网状结构纳米带的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。现有技术制备了Fe3O4纳米颗粒、纳米棒、纳米线、纳米膜、杂化结构、核壳结构纳米晶和纳米纤维。本发明采用静电纺丝技术与氢气热还原技术相结合的方法，制备了Fe3O4网状结构纳米带。本发明包括三个步骤：(1)制备PVP/Fe(NO3)3复合纳米带，采用静电纺丝技术制备；(2)制备α-Fe2O3纳米带，将PVP/Fe(NO3)3复合纳米带进行热处理，得到α-Fe2O3纳米带；(3)制备Fe3O4网状结构纳米带，将α-Fe2O3纳米带用氢气和氮气的混合气体进行热还原，得到Fe3O4网状结构纳米带，具有良好的晶型，带宽约为3.5μm，厚度约为50nm，长度大于50μm。本发明的制备方法简单易行，可以批量生产，具有广阔的应用前景。

主权项

一种四氧化三铁网状结构纳米带的制备方法，其特征在于，采用静电纺丝技术与氢气热还原技术相结合的方法，使用聚乙烯吡咯烷酮PVP为高分子模板剂，采用N，N‑二甲基甲酰胺DMF为溶剂，制备产物为四氧化三铁网状结构纳米带，其步骤为：(1)制备PVP/Fe(NO3)3复合纳米带铁源使用的是九水合硝酸铁Fe(NO3)3·9H2O，将1g Fe(NO3)3·9H2O加入到10g DMF中并磁力搅拌混合均匀后，再加入3.6g PVP，继续搅拌12h得到纺丝液，将配制好的纺丝液加入纺丝装置的储液管中，插入碳棒作阳极，用铁丝网做阴极，喷头内径0.5mm，采用竖喷方式，喷头与水平面垂直，施加8kV的直流电压，固化距离14cm，室温18～25℃，相对湿度为40％～70％，进行静电纺丝得到PVP/Fe(NO3)3复合纳米带；(2)制备α‑Fe2O3纳米带将所述的PVP/Fe(NO3)3复合纳米带放到程序控温炉中进行热处理，以1℃/min的升温速率升至650℃并保温4h，之后随炉体自然冷却至室温，得到α‑Fe2O3纳米带；(3)制备Fe3O4网状结构纳米带将所述的α‑Fe2O3纳米带置于真空管式炉中，先用真空泵抽出炉中空气，然后通入5％氢气+95％氮气的混合气体，再以5℃/min的升温速率升至450℃并保温2h，之后自然冷却至室温，得到Fe3O4网状结构纳米带，带宽约为3.5μm，厚度约为50nm，长度大于50μm。