[发明专利]一种杉树叶状钴颗粒及其用于制作磁性复合材料的方法

说明书

一种杉树叶状钴颗粒及其用于制作磁性复合材料的方法，属于复合材料制备技术领域。包括：1)将钴盐、碱性物质、络合剂和还原剂加入溶剂中，搅拌混合均匀，得到混合液A；2)将混合液A转移至连接有冷凝回流装置的圆底烧瓶中，加热至250℃，保持溶液沸腾进行高温液相还原反应，反应结束后，体系中的固体物质经分离、洗涤、干燥，即可得到所述杉树叶状钴颗粒。本发明采用聚乙二醇作为溶剂，无需表面活性剂和特殊实验设备，就能得到分散性均匀、形貌控制良好的钴颗粒；采用金属钴颗粒替代常规的铁氧体等磁性材料作为无机填料，所制备的磁性复合材料具有质量密度低、磁导率高的优点，可用于制作印制电路板中埋嵌电感磁芯及电子元件的电磁屏蔽层。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种杉树叶状钴颗粒及其用于制作磁性复合材料的方法。

背景技术

钴作为一种典型的磁性金属材料，具有高比饱和磁化强度、高居里温度及良好的抗氧化性能，在催化、药物传递、磁记录和永磁材料等领域都有着广泛的应用价值。同时科研人员发现金属钴颗粒的形貌、尺寸和晶体结构对它的物理和化学性质影响显著，例如具有特殊形貌的钴磁性颗粒(如链状、片状、花状和稻穗状)的电磁性能往往会优于球状形貌，因此对于特殊形貌钴颗粒的制备具有重要意义。文献《Solvothermal Synthesis andcharacterization of cobalt microcrystals with unique radial structures》【Journal of Alloys and Compounds，513(2012)245–250】通过在水热合成过程中加入乙二胺为结构导向剂合成了以树叶作为基本结构单元的三维辐射状钴单质，但是乙二胺是易燃易爆物质，在空气中会产生烟雾，同时产生刺激性气味，制备过程存在安全隐患。文献《Synthesis and Characterization of Novel Three-Dimensional Metallic CoDendritic Superstructures by a Simple Hydrothermal Reduction Route》【CrystalGrowthDesign，8(2008)1113–1118】采用溶剂热法制备粒径均匀、分散性良好的三维树枝状形貌磁性钴颗粒，溶剂热法生产成本高，高温高压环境对实验环境要求较高，不适于工业生产。文献《Flower-like cobalt nanocrystals by a complex precursor reactionroute》【Materials Chemistry and Physics 91(2005)293–297】采用在表面活性剂或外加磁场的作用下，成功制备了树叶状的钴微米粒子，但是过量表面活性剂的引入会降低产物的结晶度，同时外加磁场对设备依赖性高，在工业化生产中不利于推广。文献《Facilesynthesis of leaf-like cobalt microstructures at low temperature》【MicroNanoLetters，9(2014)312-314】中以去离子水和乙醇的混合溶液作为溶剂，采用液相还原法制备出了微米级树叶状钴颗粒，但是形貌控制效果不佳。文献《液相还原法制备纳米Co粉及其催化性能的研究》【大科技，12(2016)1004-7344】和《树枝状纳米钴微晶对高氯酸铵热分解的影响》【功能材料，1(2007)148-151】通过采用液相还原法制备了由纳米片组装而成的微米级片层树叶状钴颗粒，但是其产物粒径和形貌不均匀，分散性差。