[发明专利]一种磁性复合微线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，特别涉及一种磁性复合微线及其制备方法。

背景技术

一维纳米材料作为一种特殊的结构，以独特的光、电、磁等特性成为当今纳米材料和纳米结构研究的前沿与热点。磁性金属是一种古老而用途广泛的功能材料，将其制备成一维纳米结构，有助于发现其新物性，开拓新的应用领域。众所周知，与磁相关的许多物理特征长度都恰好处于纳米量级(如磁单畴尺寸、超顺磁临界尺寸、交换作用长度等)，当磁性材料的尺寸与这些特征物理长度相当，就会表现出特殊的性能。例如，直径30nm的镍纳米线的矫顽力可高达680奥斯特，剩磁达到90％；铁、镍一维纳米线阵列可产生共振吸收效应，具有良好的电磁波吸收性能。但是，由于纳米材料粒径非常小，实际使用过程中很难分散，无法充分发挥其纳米特性。因此，纳米材料的再组装逐渐受到人们的关注。

将纳米线组装成微米尺寸的多级结构，是一种既能保持纳米材料特殊效应，又可易于使用的方法。目前，制备磁性金属纳米组装结构的方法大多借助于硬模板或外磁场的作用。例如，公开号CN103031583A、CN103708414A的专利就提出以氧化铝板为模板，以制备磁性金属纳米线阵列；公开号CN101549406A的专利提出磁场诱导镍纳米阵列的生长方法；公开号CN103464775A的专利提出磁场诱导钴纳米组装的方法。这些方法中均不同程度地存在着产物后处理较困难或反应装置较为复杂等不足，如模板法制备过程中模板的去除可能会不同程度地破坏组装结构；外磁场的诱导下的组装结构需要特定的反应装置维持外磁场的恒定等。

因此，需要提供一种磁性复合微线的制备方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种磁性复合微线的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种磁性复合微线。

本发明的再一个目的在于提供一种磁性复合微线的应用。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种磁性复合微线的制备方法，包括以下步骤：

混匀反应原料与成核剂；密封反应容器；加热反应容器；过滤、洗涤和干燥反应产物得到磁性复合微线，所述反应原料选自氯化钴、氯化镍、乙酸钴、乙酸镍、硫酸钴、硫酸镍、硝酸钴和硝酸镍中一种或多种；所述的成核剂选自氯金酸、硝酸银、氯化钌和氯化钯中一种或多几种；所述溶剂选自丙三醇、乙二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇中一种或多种。

当所述反应原料为多种时，不同反应原料可以以任何摩尔比混合；

当所述成核剂为多种时，不同成核剂可以以人任何摩尔比混合；

当所述溶剂为多种溶剂的混合溶剂时，不同溶剂可以按任何体积比混合。

优选地，所述反应原料用量为溶剂的质量的0.5％-10％。

优选地，所述成核剂用量为反应原料的质量的0.5％-5％。

优选地，所述反应容器为反应釜。

所述加热温度控制在100-200℃，优选地，所述加热为将反应容器置于烘箱中加热。

所述的反应时间控制在0.5-48h。

混匀反应原料与成核剂的方法可以是在容器中混匀，然后加入至反应容器，也可以直接在反应容器中混匀。

上述方法制得的磁性复合微线，该磁性复合微线是由磁性金属纳米线或纳米棒组装而成，所述纳米线或纳米棒围绕中心垂直生长，复合微线的直径为1-10μm，长20-500μm；构成复合微线的纳米线或纳米棒的直径为20-100nm，长100-1000nm；复合微线的物质组成是金属钴、镍或其合金，合金中钴与镍的摩尔比为1:9-9:1。

优选地，所述的磁性复合微线的直径为1-5μm，长50-400μm；构成复合微线的纳米线或纳米棒的直径为20-50nm，长200-1000nm；钴镍合金中钴与镍的摩尔比为2:8-8:2。

本发明的磁性复合微线可以作为一种高效的电磁波吸收剂，用于制备电磁波吸收材料，也可用做催化材料。

本发明的有益效果如下：

本发明的磁性复合微线中纳米线或纳米棒具有规整排列，保留了纳米材料的纳米效应，又组装成微米级结构，集纳米效应及微米特性于一体，使用过程中易于分散，也利于分离回收。这种磁性复合微线可以作为一种高效的电磁波吸收剂，用于制备电磁波吸收材料。另外，该磁性复合微线也可用做催化材料，不但可以迅速催化反应，也便于反应后的磁性分离回收。