[发明专利]一种铁酸镍纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种铁酸镍纳米材料的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。本发明所提供的NiFe₂O₄纳米材料是采用溶剂热法制备金属‑有机前驱体材料，再经过高温煅烧法制备的，通过以下步骤制备得到：将六水合硝酸镍、九水合硝酸铁、富马酸和聚乙烯吡咯烷酮溶于N,N‑二甲基甲酰胺与乙醇的混合溶液；室温下搅拌，将得到的溶液转移至反应釜中在一定温度条件下加热，离心分离，真空干燥，得到前驱体Ni‑Fe‑MOF纳米材料。再经一定温度下高温煅烧，得到NiFe₂O₄纳米材料。本发明提供的制备方法简单、绿色无污染，实用化程度高，且得到的NiFe₂O₄纳米材料可直接作为气敏材料使用。

技术领域

本发明涉及一种铁酸镍纳米材料的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。

背景技术

近年来，随着环境污染的加剧，各种有毒有害气体也逐渐增多，另一方面，人们对自身健康的重视程度越来越大，因此，对有毒有害气体检测的需求也越来越受到关注。金属氧化物气体传感器因其具有结构简单、响应速度快、价格低廉、使用寿命长以及对可燃性气体和有机挥发性气体具有较高的灵敏度等优点而得到广泛应用。传统的金属氧化物，如Fe₂O₃、ZnO、SnO₂等，作为气敏材料虽取了的一定的效果，但是存在各种缺点，如γ－Fe₂O₃不稳定，容易发生相变，ZnO的工作温度要求较高(400～450℃)，SnO₂的选择性较差等。为了改善气体传感器的性能，可以采用金属氧化物掺杂、复合氧化物气敏材料、贵金属催化(如Ag、Pd、Pt)等。复合氧化物气敏材料，由于种类多、选择性好及灵敏度高等优点受到广大科研人员的关注。

复合氧化物中，铁酸镍(NiFe₂O₄)是一种新型的气敏材料，广泛用于光催化和超级电容器电极材料等，近年来，铁酸镍(NiFe₂O₄)被发现具有良好的气敏性能，当铁酸镍(NiFe₂O₄)材料的尺寸达到纳米尺度时，由于能级、晶格结构及界面能等物理量的变化使得其在催化性能、磁性能和气敏性能等方面得到很大提高，因此，纳米铁酸镍(NiFe₂O₄)材料的制备和研究受到普遍关注。

金属有机框架材料(Metal Organic Frameworks，简称MOFs)是由金属离子或金属离子簇与有机配体以配位键的方式键合，通过自组装形成的具有周期性的一维、二维或三维的网络结构的金属有机骨架晶体材料；由于其结构具有结晶性、可调性、可修饰化和易功能化等特点，使其在主-客体化学、气体选择性吸附、小分子分离、能源存储、药物承载、多相催化以及光电磁学等诸多领域都表现出独特的性质并得到广泛应用。近年来，随着对金属有机框架材料研究的不断深入，利用其作为前驱体制备金属氧化物纳米材料在电化学能量存储及气体检测等方面表现出独特的优势。因此，本发明采用金属有机框架材料制备铁酸镍(NiFe₂O₄)纳米材料，对于其绿色、高效制备具有重要的意义，同时将其用于气体检测，对于环境保护方面也具有广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁酸镍纳米材料的制备方法。

本发明的技术方案：

一种铁酸镍纳米材料的制备方法，以在表面活性剂控制下制备的Ni-Fe-MOF纳米材料为前驱体，利用高温煅烧方法制备铁酸镍纳米材料，步骤如下：