[发明专利]一种铁磁性BiFeO3-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BiFeO₃‑α‑Fe₂O₃核‑壳结构纳米颗粒的制备方法，其特征在于：首先以聚酰胺‑胺（PAMAM）树形分子为模板，采用溶剂热法制得铁磁性纯相BiFeO₃纳米颗粒，再用适量的PAMAM树形分子对BiFeO₃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BiFeO₃‑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BiFeO₃-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

BiFeO₃是一种能带间隙大约为2.2eV的多铁性半导体材料，能够充分吸收利用可见光，在室温下具有铁电性和弱铁磁性，并能够产生磁电耦合效应。BiFeO₃的形貌和微观结构对其性能影响很大，小尺寸的BiFeO₃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，能表现出更强的吸附能力和光催化剂活性。此外，BiFeO₃的磁结构的长周期为62nm，当铁酸铋的宏观尺寸小于这一长度时，其螺旋磁结构被破坏，铁磁性提高，因此，制备尺寸尽可能小、纯相的BiFeO₃，设法提升其光催化活性和饱和磁化强度成为研究热点之一。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BiFeO₃-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BiFeO₃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24.6 emu/g，本发明即以此为核，制备出了铁磁性BiFeO₃-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

本发明的目的是提供一种能够制备出铁磁性BiFeO₃-α-Fe₂O₃核-壳结构纳米颗粒的方法，使所得BiFeO₃-α-Fe₂O₃核-壳结构纳米颗粒具有高磁性回收率、高吸附能力与光催化活性。其技术内容为：

所述的一种铁磁性BiFeO₃-α-Fe₂O₃核-壳结构纳米颗粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）铁磁性纯相BiFeO₃纳米颗粒制备：