[发明专利]一种三维花球状铁酸镧铋粉体及其制备方法

说明书

本发明公开一种三维花球状铁酸镧铋粉体及其制备方法，包括：以Bi(NO₃)₃·5H₂O，La(NO₃)₃·6H₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O为原料，通过水热法制备方块状Bi_0.9La_0.1FeO₃粉体，然后通过一步腐蚀法处理Bi_0.9La_0.1FeO₃粉体，以N,N二甲基甲酰胺为溶剂，同时采用还原剂水合肼和络合剂巯基乙酸甲酯，制备得到三维花球状铁酸镧铋粉体。本发明制备的花球状Bi_0.9La_0.1FeO₃粉体比表面积增大，同时制备方法简单、周期短、腐蚀效率高、反应易控制且无环境污染。

【技术领域】

本发明属于材料科学领域，具体涉及一种三维花球状铁酸镧铋粉体及其制备方法。

【背景技术】

多铁性材料作为一种新型的功能材料，不但具有非单一的铁性，而且不同铁性之间存在着耦合协同作用，因而有着广阔的应用前景。BiFeO₃作为目前为止唯一同时在室温以上表现出铁电性和磁性的材料，BiFeO₃的铁电居里温度和反铁磁有序温度均远高于室温，吸引了众多科学家来探索多铁性材料的合成及其多铁性质物理机制的研究。但是目前为止BiFeO₃的研究却遇到很多的困难，例如单相的BiFeO₃材料较难制备，其特殊的空间调制的螺旋磁结构使得BiFeO₃不表现出宏观磁性，样品的漏电流密度较大，限制了该材料本身铁电性能的贡献。

针对BiFeO₃现存的问题，近些年来人们多采用元素掺杂的方式来提高其多铁性能。对BiFeO₃的掺杂改性主要集中在A位掺杂和B位掺杂，使用其它金属离子对Fe³⁺进行B位掺杂可以使材料表现出自发磁化，但却大大降低了材料的磁性转换温度，而且Fe³⁺的B位掺杂需要高压工艺条件；对Bi³⁺进行A位掺杂可以提高材料的净磁化强度，A位掺杂的首选是稀土(RE)元素，以镧元素为例，La³⁺的离子半径和Bi³⁺离子半径差别不是很大，使得La³⁺离子能够较容易地取代部分的Bi³⁺离子；同时，它们均为正三价，不会在所研究的材料中引入氧空位，并且能够抑制Bi元素的挥发。

目前，制备BiFeO₃及掺杂改性的BiFeO₃的方法包括传统的固相烧结法、溶胶凝胶法、共沉淀法、微乳液法和水热法。其中水热法制备的粉体分散性好、结晶度高、产物纯度高、粒径分布较窄且形貌可控，因此首先采用水热法合成方块状的Bi_0.9La_0.1FeO₃粉体前驱物，但该前驱物的比表面积较小。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种三维花球状铁酸镧铋粉体及其制备方法，通过一步腐蚀法，制备出具有较高比表面积的花球状Bi_0.9La_0.1FeO₃粉体。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

包括以下步骤：

(1)采用水热法制备方块状的Bi_0.9La_0.1FeO₃粉体；