[发明专利]一种钙钛矿型稀土氧化物磁性纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿型稀土氧化物磁性纳米材料制备方法，通过使用静电纺丝技术制备了一种钙钛矿型稀土氧化物，其晶体结构为斜方晶系，且材料形貌为纳米纤维，同时在不同的温度下表现较好的磁性性能。通过采用本发明提供的方法制备磁性材料，使得磁性材料表现出了均一性，且表面的形貌良好，可广泛应用于功能材料技术领域。

技术领域

本发明涉及功能材料领域，具体是指一种钙钛矿型稀土氧化物磁性纳米材料的制备方法。

背景技术

磁性材料作为国民经济和国防工业的基础，广泛应用于电信、通讯等信息存储行业。磁性主要分为顺磁、超顺磁、铁磁、反铁磁和抗磁等。磁性纳米材料具有独特的磁学性能，如超顺磁性、高矫顽力与高磁化率等特点。超顺磁材料可应用于航宇领域，同时在磁共振成像及疾病诊断上也有重要用途。铁磁材料可以作为永磁材料和磁记录材料，应用于电力电子技术领域。钙钛矿型稀土-过渡金属氧化物RMO₃具有结构稳定以及氧空位丰富等特点。RMO₃材料磁性的来源为过渡金属离子M³⁺和稀土离子R³⁺，电子的众多自旋排列方式使材料的磁学现象更加丰富。常见的RMO₃磁性材料合成方法主要为固相烧结法和溶胶凝胶法，产物结晶性较差，形貌不规则以及表面缺陷多。

因此，一种能够克服上述缺陷的装置有待提出。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种利用静电纺丝技术，制备具有磁性性能的钙钛矿型稀土氧化物纳米材料的方法。本发明工艺制备的产物具有结晶度高、形貌规整、表面缺陷少、晶体取向好、具有均一的纳米纤维形貌以及良好的磁性性能等优点。该发明提出的工艺方法简单、灵活，成本低。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种钙钛矿型稀土氧化物磁性纳米材料的制备方法，包括用静电纺丝技术制备了一种钙钛矿型稀土氧化物，其晶体结构为斜方晶系，且材料形貌为纳米纤维，同时在不同的温度下均具有良好的磁性性能，具体包括以下步骤：

1)称量适量聚乙烯吡咯烷酮，按元素摩尔比R:M＝1:1，分别准确称量含稀土R的化合物原料和含过渡金属M的化合物原料。

2)将步骤1)称量的含稀土的化合物原料和含过渡金属的化合物原料置于烧杯中，将步骤1)称量的聚乙烯吡咯烷酮也放入烧杯中，加入适量N，N-二甲基甲酰胺，室温下用磁力搅拌器搅拌4-20小时，形成均匀的溶液；

3)将步骤2)形成的溶液转移到玻璃注射器中，在室温条件下通过静电纺丝工艺，在电压为13-18kV，推注速度为0.4-1.0ml/h，接收距离为15-30cm条件下，制备磁性材料前驱体；

4)将步骤3)制备的前驱体，放入马弗炉中，在500-800℃空气条件下煅烧2-4小时，冷却后得到目标产物。

作为优选，所述步骤1)中所称取的聚乙烯吡咯烷酮为5g，N，N-二甲基甲酰胺为45ml，所称取的含稀土R的化合物原料为10mmol硝酸钐，所述的含过渡金属M的化合物原料为10mmol醋酸铁。

作为优选，所述步骤1)中所称取的聚乙烯吡咯烷酮为5g，N，N-二甲基甲酰胺为45ml，所称取的含稀土R的化合物原料为10mmol硝酸钐，所述的含过渡金属M的化合物原料为10mmol乙酸钴。

作为优选，所述步骤1)中所称取的聚乙烯吡咯烷酮为5g，N，N-二甲基甲酰胺为45ml，所称取的含稀土R的化合物原料为10mmol硝酸钕，所述的含过渡金属M的化合物原料为10mmol醋酸铁。

作为优选，所述步骤1)中所称取的聚乙烯吡咯烷酮为5g，N，N-二甲基甲酰胺为45ml，所称取的含稀土R的化合物原料为10mmol硝酸钕，所述的含过渡金属M的化合物原料为10mmol乙酸钴。