[发明专利]一种纳米级伽马相磁性三氧化二铁及其制备工艺和应用

说明书

本发明公开了一种纳米级伽马相磁性三氧化二铁及其制备工艺和应用，包括如下步骤：S1、将三价铁盐与二价铁盐加入至热水中溶解完全，再向其中加入表面活性剂，搅拌混合均匀；S2、向体系中加入碱溶液进行反应，反应完成后，将前驱体溶液进行分离、洗涤；S3、再将得到的前驱体在280‑320℃温度下处理20‑30h，将产物经破碎处理，即得纳米级伽马相磁性三氧化二铁。其制备工艺简单，反应条件温和，产量高，原料成本低廉，制得的产品呈微球结构，表面球形度较好，粒径较小，平均粒径为18‑21nm，活性高，并具有优异的磁性，磁饱和强度为55‑65emu/g，可以应用在医学，催化剂，化工等方面。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种纳米级伽马相磁性三氧化二铁及其制备工艺和应用。

背景技术

现如今，随着科技的进步，人们对新型材料的需求越来越大。新型磁性材料的研究引人注目，这些研究涉及材料、电子等行业。这些磁性材料在提供磁场，能量转化，传感器等方面已经得到了应用。伽马相三氧化二铁(γ-三氧化二铁)材料是一种具有磁性的材料，磁性γ-三氧化二铁因其具有特殊的性质故而广泛应用于化工、医学、催化剂等各个领域中，例如，在催化剂领域，其作为载体，利用其表面活性中心制备催化剂，或在医学领域，其作为定向集热治疗肿瘤的材料。当制备的γ-三氧化二铁材料的晶粒尺寸达到纳米级别时，纳米颗粒就会产生小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，使其具有不同于常规体相材料的特殊的磁性质，因此其具有更大的应用前景。

目前，纳米级γ-三氧化二铁合成方法主要有：固相法【姜国华,姜继森。γ-Fe₂O₃纳米粒子的(湿)固相研磨法制备研究[J].高等学校化学学报,2004,25(3):405-408.】、溶胶-凝胶法【Ennas G,Musium A.Characterization of iron oxide nanoparticles in anFe₂O₃-SiO₂composite prepared by a sol-gel method[J].Chem Mater,1998,(10):495-502.】、微乳液法【Chhabra V,Maitra A.Preparation of acicularγ-Fe₂O₃particlesfrom a microemulsion-reaction[J].Materials Letters,1996,26:21-26.】等。其中，固相法反应速度快，工艺简单，产物质量优异，但所需要的温度较高，能耗较大，而且使产物容易发生烧结或熔融。溶胶-凝胶法可以均匀的将反应物混合，因为反应的组分在微米级，因此反应容易进行，反应温度较低，但是目前使用的原料昂贵，其次形成溶胶-凝胶的时间较长，同时在干燥过程会溢出气体等有害机物。微乳液法可以制备单分散的纳米材料，制备材料的粒径可控，分布较窄，表面活性剂能改善纳米材料的界面性质等优点，但是其表面活性剂价格昂贵，不高效，对人和环境有一定的危害。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种纳米级伽马相磁性三氧化二铁的制备工艺，其制备工艺简单，反应条件温和，产量高，原料成本低廉，制得的产品粒径较小且均匀性高，表面球形度较好，活性更高。此外，本发明还提供一种采用上述制备工艺制得的粒径在20nm左右的纳米级伽马相磁性三氧化二铁及其在催化剂、制品的着色、磁记录、化妆品、医学、生物领域等领域的应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种纳米级伽马相磁性三氧化二铁的制备工艺，包括如下步骤：

S1、将三价铁盐与二价铁盐加入至热水中溶解完全，再向其中加入表面活性剂，搅拌混合均匀；

S2、向体系中加入碱溶液进行反应，反应完成后，将前驱体溶液进行分离、洗涤；