[发明专利]液体阴极辉光放电等离子体制备纳米四氧化三铁的方法

权利要求书

1.一种液体阴极辉光放电等离子体制备纳米四氧化三铁的方法，其特征在于：采用液体阴极辉光放电产生装置，用高压直流电源提供电能，以针状铂丝为阳极，毛细管穿入石墨碳棒且其顶端溢出的硝酸铁溶液为阴极，硝酸铁溶液在蠕动泵带动下流经缓冲瓶，最后在毛细管顶端溢出；控制阴阳两极间的电压，阴阳两极之间的溶液产生明亮的辉光，形成稳定的等离子体，同时放电后的溶液中产生褐色浊液，收集浊液并进行处理，即得到纳米Fe₃O₄，不同电压下制备的纳米Fe₃O₄形貌不同；

所述液体阴极辉光放电产生装置包括溶液池（3）、液体收集器（9）和三维移动平台（15），液体收集器（9）与产品池（7）连通；液体收集器（9）上安装有端盖（10），端盖（10）上竖直设置有排气管（11）和石墨管（12），石墨管（12）和端盖（10）之间有不连续的缝隙，石墨管（12）内设有石英毛细管（8），石英毛细管（8）顶端从石墨管（12）顶端伸出，石英毛细管（8）下端通过第二蠕动泵胶管（5）与蠕动泵（4）连通，第二蠕动泵胶管（5）上设有的缓冲瓶（6），蠕动泵（4）通过第一蠕动泵胶管（2）与溶液池（3）连通；石墨管（12）与高压电源（1）负极相连；三维移动平台（15）上竖直安装有石英管（16），石英管（16）内封存有铂针电极（14），铂针电极（14）的两端均伸出石英管（16）外，其中的一端朝向石英毛细管（8），另一端与高压电源（1）正极相连；

铂针电极（14）下端与石英毛细管（8）顶端之间的距离为1～3 mm，石英毛细管（8）顶端与石墨管（12）顶端之间的距离为2～4 mm；

石英毛细管（8）内径为0.5～1.2mm；铂针电极（14）的直径为0.5～1mm，铂针电极（14）朝向石英毛细管（8）的一端露出石英管（16）长度为0.7～1.5mm；

制备时，调节三维移动平台（15），控制铂针电极（14）下端与石英毛细管（8）顶端之间的距离；将硝酸铁溶液注入溶液池（3），启动蠕动泵（4），使溶液池（3）内的硝酸铁溶液以1～6mL/min的速率匀速进入石英毛细管（8）内，从石英毛细管（8）顶端溢出，并与铂针电极（14）的下端相接触；开启高压电源（1），控制阴阳极间的电压为500～600V、电流为23～41mA；通电过程中，从石英毛细管（8）顶端溢出的溶液经电解后沿石墨管（12）外壁向下流动，并通过石墨管（12）与端盖（10）之间的不连续缝隙流入液体收集器（9）内，再进入产品池（7）内，持续通电后，得到浊液，将该浊液超声分散，用磁铁分离，再用蒸馏水洗涤-磁铁分离数次，接着离心分离，真空干燥至恒重，研磨，即得纳米四氧化三铁。

2.根据权利要求1所述的液体阴极辉光放电等离子体制备纳米四氧化三铁的方法，其特征在于：缓冲瓶（6）的体积为3～7mL。