[发明专利]一种ZnFe2

说明书

本发明公开了一种ZnFe₂O₄立方块体结构的制备方法及所得产品，步骤是：将亚铁氰化钾、PVP、酒石酸加入到乙醇和盐酸的混合溶液中，搅拌均匀，然后加热进行反应，反应后收集中间产物；将PDDA、硝酸锌、2‑甲基咪唑和甲醇混合均匀，形成溶液，向该溶液中加入中间产物，然后将溶液进行超声处理；超声后收集样品，将样品进行煅烧，得ZnFe₂O₄立方块体结构。本发明原料来源广，溶液体系反应过程简便可控，产物的微观结构特殊，物化稳定性好，尺寸可调，产率高，形貌重复性好，在锂离子电池、催化等领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种ZnFe₂O₄微观结构的制备方法，具体涉及一种尺寸分布范围窄、形貌可控的多孔ZnFe₂O₄立方块体结构的制备方法及所得的多孔ZnFe₂O₄立方块体结构，属于功能材料技术领域。

背景技术

现阶段广泛研究的过渡金属氧化物中，金属铁氧体（MFe₂O₄，M = Co，Zn，Cu，Ni，Mn等）通常具有比表面积高、反应活性高等优点，在锂电池、超级电容器、催化等领域发挥了重要作用。其中，ZnFe₂O₄微纳米材料展示出毒性低、比表面积大、电活性高、化学和热稳定性好、环境友好等特点，应用前景巨大。ZnFe₂O₄属于典型的尖晶石结构，带隙窄、电子结构特殊，不仅对某些反应具有很强的催化活性，还是一种潜在的高效光催化剂材料。人们已经能够采用各种方法合成出尺寸可调的ZnFe₂O₄纳米粒子，包括气凝胶法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、固态反应法、水热合成法、机械化学反应等。采用不同的合成方法和反应体系对ZnFe₂O₄微纳米材料的粒径、比表面积、几何形状、显微结构、整体活性等有着显著影响。受到现有技术手段所限，ZnFe₂O₄产物的形貌较为单一，多以类球形颗粒为主。研究具有不同微观形貌的ZnFe₂O₄微纳米材料已成为该领域的热点问题。

目前，ZnFe₂O₄微纳米材料的合成过程普遍存在原料成本高、形貌可控性差、难以规模化生产等问题，特别是关于ZnFe₂O₄多孔立方块体结构的报道较少，其结构特性与锂电、催化、气敏等性能之间的作用机制需要深入研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种ZnFe₂O₄立方块体结构的制备方法，该方法易于实施，原料来源广泛，反应进程可控，产品形貌重复性好，尺寸可调，具有很好的应用价值。

本发明还提供了按照上述方法制得的ZnFe₂O₄立方块体结构，该ZnFe₂O₄立方块体结构具有多孔结构，其尺寸分布范围窄，形貌重复性高，扩大了ZnFe₂O₄微纳米材料的形貌范围。

本发明具体技术方案如下：

一种ZnFe₂O₄立方块体结构的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）将亚铁氰化钾、PVP（聚乙烯吡咯烷酮）、酒石酸加入到乙醇和盐酸的混合溶液中，搅拌均匀，然后加热进行反应，反应后收集中间产物；

（2）将聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）、硝酸锌、2-甲基咪唑和甲醇混合均匀，形成溶液，向该溶液中加入步骤（1）的中间产物，然后将溶液进行超声处理；