[发明专利]一种ZnS：Mn2+/Fe3O4光磁纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明属于纳米复合材料组装的技术领域，涉及一种ZnS:Mn²⁺/Fe₃O₄光磁纳米复合材料的制备方法。本发明利用巯基乙酸对ZnS:Mn²⁺进行表面修饰，使ZnS:Mn²⁺表面带有羧基基团，利用柠檬酸对Fe₃O₄进行表面修饰，使Fe₃O₄表面带有羟基基团，然后采用一种静电自组装的方法，将一定比例的ZnS:Mn²⁺(-COOH)和Fe₃O₄(-OH)混合，使ZnS:Mn²⁺和Fe₃O₄通过共价键的作用连接起来，且尺寸仅有10nm，具有优异的黄光发射和超顺磁性质。本发明不但操作简单，而且具有环保、经济、便捷、操作简单等优点，易于实现大规模生产。

主权项

一种ZnS:Mn²⁺/Fe₃O₄光磁纳米复合材料的制备方法，有羧基修饰的ZnS:Mn²⁺水溶液的制备，羟基修饰的F_e3O₄水溶液的制备和ZnS:Mn²⁺/F_e3O₄纳米复合材料的组装的过程；所述的羧基修饰的ZnS:Mn²⁺水溶液的制备，具体为：按质量比Zn(NO₃)₂·6H₂O∶Mn(NO₃)₂·3H₂O＝300∶0.18，按物质的摩尔比硫脲∶金属阳离子Zn²⁺和Mn²⁺的总和＝3∶1，称量Zn(NO₃)₂·6H₂O、Mn(NO₃)₂·3H₂O、硫脲原料；将Zn(NO₃)₂·6H₂O和Mn(NO₃)₂·3H₂O用去离子水混合室温搅拌1小时，形成混合溶液I，将硫脲与乙二胺混合室温搅拌1小时，形成混合溶液II，将混合溶液II加入到混合溶液I中持续搅拌2小时，其中去离子水、乙二胺用量相等并且按每克Zn(NO₃)₂·6H₂O各使用80/3ml计算；然后放入反应釜中，180℃反应12小时得到具有白色沉淀的混合溶液，分别采用去离子水和无水乙醇对其进行超声清洗、离心两次，干燥得到ZnS:Mn²⁺的白色粉末；将ZnS:Mn²⁺加入到去离子水中，超声分散5分钟在室温搅拌30分钟，再滴入巯基乙酸继续搅拌1小时，得到ZnS:Mn²⁺(‑COOH)的水溶液，其中去离子水、巯基乙酸的用量按每毫克ZnS:Mn²⁺分别使用2ml、8μl计算；所述的羟基修饰的Fe₃O₄水溶液的制备，具体为：称量FeCl₃·6H₂O、FeCl₂·4H₂O和聚乙二醇4000，用乙二醇混合搅拌30分钟，再加入浓度为25％的氨水，升温到110℃搅拌2小时并且冷凝回流，其中，FeCl₃·6H₂O、FeCl₂·4H₂O和聚乙二醇4000的质量比＝1.62∶1.99∶10，乙二醇和氨水用量按每克FeCl₂·4H₂O分别使用125ml、50ml计算；反应停止待冷却到室温后利用去离子水对溶液离心、超声至溶液的pH＝7.0，40℃真空干燥48小时之后得到Fe₃O₄的黑色粉末；称取Fe₃O₄和等质量的柠檬酸加入到去离子水中，超声分散10分钟，搅拌1小时，得到Fe₃O₄(‑OH)的水溶液，其中去离子水用量按每毫克Fe₃O₄使用10.9ml计算；所述的ZnS:Mn²⁺/Fe₃O₄纳米复合材料的组装，具体为：将ZnS:Mn²⁺(‑COOH)的水溶液加入到Fe₃O₄(‑OH)的水溶液中搅拌1小时，之后进行离心，60℃真空干燥3小时，即得到目标产品；其中ZnS:Mn²⁺(‑COOH)的水溶液和Fe₃O₄(‑OH)的水溶液用量按体积比＝2∶25。