[发明专利]一种α-Fe2O3磁性纳米棒的制备方法

说明书

本发明属于无机非金属纳米材料制备技术领域，具体涉及一种α‑Fe₂O₃磁性纳米棒的制备方法；本发明以无机铁盐和尿素为原料，将Fe³⁺和尿素按照不大于4:1的摩尔比溶解在水中，控制Fe³⁺浓度0.5‑3.0 mol/L，搅拌，升温至70‑85℃之间反应，反应结束后离心分离，并用蒸馏水洗涤沉淀，将沉淀干燥，研磨，置于程序控温电阻炉中在400‑600℃下煅烧可得α‑Fe₂O₃磁性纳米棒；本发明的制备方法过程简单，操作简便，成本低，对设备要求低，产品结构形貌均匀、性能稳定。

技术领域

本发明涉及一种α-Fe₂O₃磁性纳米棒的制备方法，属于无机非金属纳米材料制备技术领域。

背景技术

α-Fe₂O₃是一种环境友好型n型半导体，在可见光波长范围内具有很强的光吸收性能，加之制备成本低廉、化学稳定性好等优点，已被广泛用于光催化、光致变色、气体传感器和光电化学等领域。α-Fe₂O₃磁性纳米棒除具有上述特点外，同时还具有形状各向异性等一维和准一维纳米材料独特的特征，有望应用于磁流体、生物医学、药物负载、表面功能化等方面，因而α-Fe₂O₃磁性纳米棒的制备技术成为一维和准一维纳米材料制备领域的研究热点之一。

α-Fe₂O₃磁性纳米棒制备技术方法主要有模板法、水热法、均匀共沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液等等，但这些传统的制备方法制备过程繁琐，经常使用特殊的原料，生产周期长，有的只适合实验室少量制备，有的甚至对温度等条件要求极为苛刻，这些都很大程度上限制了α-Fe₂O₃磁性纳米棒的大规模工业化生产。

针对目前α-Fe₂O₃磁性纳米棒大规模工业化生产的限制，以及传统工艺成本高，原料有特殊要求，生产周期长等不足，本发明开发了一种新型制备α-Fe₂O₃磁性纳米棒的方法，为α-Fe₂O₃磁性纳米棒的大规模工业化生产提供新的工艺路线和操作技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种新型尿素分散铁源和尿素分解并限域发展沉淀的方法制备α-Fe₂O₃磁性纳米棒的可控制备方法。本发明的方法不仅成本低，操作简单，而且对设备要求低，产品形貌均匀、性能稳定。

为达到上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明所述一种α-Fe₂O₃磁性纳米棒的制备方法，具体操作如下：

（1）将无机金属铁盐和尿素按照一定的摩尔比溶于水中，搅拌至完全溶解，利用尿素和水的均匀分散作用制得均匀溶液；

（2）将溶液加热，利用尿素分解以及限域发展作用与Fe³⁺沉淀反应，反应结束后，离心分离得固体，并用蒸馏水洗涤3-5次，得固体沉淀；

（3）将固体置于干燥箱中干燥，经研磨后置于程序控温炉中，在空气环境中煅烧，自然降温至室温，得α-Fe₂O₃磁性纳米棒。

优选地，步骤（1）中所述无机金属铁盐为氯化铁或硝酸铁， Fe³⁺和尿素的摩尔比不大于4:1，且Fe³⁺浓度0.5-3.0 mol/L。

优选地，步骤（2）中所述溶液升温温度在70-85℃之间，反应时间为1-6 h。