专利名称：钴铁氧体纳米粉体的低温制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米材料的制备技术，特别是一种钴铁氧体纳米粉体的低温制备
方法。
背景技术：
铁氧体的低温烧结是制备多层片式电感(MLCI)的技术关键。而实现铁氧体的低 温烧结和高性能的关键是制备超细高活性粉末，采用湿化学方法合成铁氧体超细粉末已有 很多报道，特别是溶胶_凝胶方法更适合多组分铁氧体超细粉末的合成，但通常的溶胶_凝 胶制粉一般存在成本高，难于工业应用等缺点，并且需高温煅烧方能合成所需要晶相的粉 末，煅烧过程中易产生硬团聚降低粉末的煅烧活性。
发明内容
本发明就是针对以上不足而提出的一种将溶胶_凝胶湿化学方法和自蔓延燃烧 法结合起来，能够在较低温度下获得铁氧体纳米粉体的制备方法。 其特征在于以溶胶_凝胶法为基础，金属盐与羟基羧酸在一定低温下即可发生 原位氧化_还原反应，自发燃烧快速合成CoFe204纳米超细粉。 反应原理如下，燃烧反应可以认为是一个热诱导阴离子的氧化还原反应。在干凝
胶中的具有强氧化性的阴离子对有机物的分解提供了一个原位氧化环境，随着放热反应热
量的减少，氧化反应的速率相应增加，结果形成一个自蔓延的燃烧过程。氧化剂和还原剂之
间反应的能量非常高，足以满足在很短时间内形成钴铁氧体纳米粉体。
具体步骤为 以Co (CH3C02) 2 4H20、 Fe (N03) 3 9H20和多羟基羧酸为原料，分析纯乙二醇甲醚和 水混合为溶剂，且体积比为(7 9) : 1 ，取Co (CH3C02) 2 4H20、 Fe (N03) 3 9H20溶解在上述 混合溶剂中，然后向此溶液中加入多羟基羧酸，在搅拌条件下向溶液中缓慢滴加分析纯氨 水，调节pH值至6左右，在7(TC水浴条件下缓慢蒸发形成棕色溶胶，然后加热到13(TC或回 流12小时，直至形成棕黑色干凝胶，将其转移入25(TC的烘箱，干凝胶将发生自蔓延燃烧生 成树枝状蓬松的产物，研磨均匀后得到颗粒尺寸约20-25nm的棕褐色钴铁氧体粉末。
所述多羟基羧酸为柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸和聚乙二醇(PEG)中的一种；
所述多羟基羧酸与Co(CH3C02)2 4H20、 Fe(N03)3 冊20之和的摩尔比为(1. 1
1. 3) : 1 ; 本发明将溶胶-凝胶湿化学方法和自蔓延燃烧法有机地结合起来，工艺简单、成
本低廉、化学组分易于控制及重复性好并易于掺杂；所制产物颗粒分散性好，尺寸大小均 匀，并具备良好的的磁学性能。
图1为本发明实施例1产物的X-射线衍射(XRD) 图2为本发明实施例1产物的透射电镜图(TEM); 图3为本发明实施例1产物通过统计方法获得的颗粒尺寸分布柱形图。
具体实施例方式
实施例1 : 以Co(CH3C02)2 4H20、 Fe(N03)3 9H20和柠檬酸为原料，分析纯乙二醇甲醚和水混 合为溶剂，且体积比为7 : 1，取4. 982克Co (CH3C02)2 *4H20、 16. 165克Fe (N03) 3 *9H20溶解 在lOOmL上述混合溶剂中得到透明溶液，然后向此溶液中加入15. 130克柠檬酸，在搅拌条 件下向溶液中缓慢滴加分析纯氨水，调节PH值至6左右，在7(TC水浴条件下缓慢蒸发形成 棕色溶胶，然后加热到13(TC，直至形成棕黑色干凝胶，将其转移入25(TC的烘箱，干凝胶将 发生自蔓延燃烧生成树枝状蓬松的产物，研磨均匀后得到颗粒尺寸约20nm的棕褐色铁钴 氧体粉末。产物结构见X-射线衍射(XRD)图，如图l所示；产物形貌见透射电镜图(TEM)， 如图2所示；产物通过统计方法获得的颗粒尺寸分布柱形图如图3所示。
实施例2: 以Co(CH3C02)2 4H20、 Fe(N03)3 9H20和苹果酸为原料，分析纯乙二醇甲醚和水混 合为溶剂，且体积比为8 : l，取6. 227克Co(CH3C02)2 4H20、20. 206克Fe(N0》3 9H20溶 解在120mL上述混合溶剂中得到透明溶液，然后向此透明溶液加入12. 068克苹果酸，搅拌 下用分析纯氨水调节pH值至6左右，在7(TC水浴中回流12小时形成棕黑色的干凝胶，将其 转移入250°C的烘箱，干凝胶将发生自蔓延燃烧生成树枝状蓬松的产物，研磨均匀后得到颗 粒尺寸约22nm的棕褐色钴铁氧体粉末。
实施例3: 以Co (CH3C02) 2 4H20、 Fe (N03) 3 9H20和乳酸为原料，分析纯乙二醇甲醚和水混合 为溶剂，且体积比为9 : l，将7. 473克Co(CH3C02)2 4H20、24. 247克Fe(N03)3 9H20溶解 在150mL上述混合溶剂中得到透明溶液，然后向其中加入9. 729克乳酸，搅拌下用分析纯 氨水调节pH值至6左右，在7(TC水浴条件下将此溶液缓慢蒸发形成棕色溶胶，然后加热到 150°C ，直至形成棕黑色干凝胶，将其转移入250°C的烘箱，干凝胶将发生自蔓延燃烧生成树 枝状蓬松的产物，研磨均匀后得到颗粒尺寸约25nm的棕褐色钴铁氧体粉末。
权利要求
一种钴铁氧体纳米粉体的制备方法，其特征在于具体步骤为以Co(CH3CO2)2·4H2O、Fe(NO3)3·9H2O和多羟基羧酸为原料，分析纯乙二醇甲醚和水混合为溶剂，且体积比为7～9∶1，取Co(CH3CO2)2·4H2O、Fe(NO3)3·9H2O溶解在上述混合溶剂中，然后向此溶液中加入多羟基羧酸，在搅拌条件下向溶液中缓慢滴加分析纯氨水，调节pH值至6左右，在70℃水浴条件下缓慢蒸发形成棕色溶胶，然后加热到130℃或回流12小时，直至形成棕黑色干凝胶，将其转移入250℃的烘箱，干凝胶将发生自蔓延燃烧生成树枝状蓬松的产物，研磨均匀后得到颗粒尺寸约20～25nm的棕褐色钴铁氧体粉末；所述多羟基羧酸为柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸和聚乙二醇中的一种；所述多羟基羧酸与Co(CH3CO2)2·4H2O、Fe(NO3)3·9H2O之和的摩尔比为1.1～1.3∶1。
全文摘要
本发明公开了一种钴铁氧体纳米粉体的低温制备方法。以Co(CH3CO2)2·4H2O、Fe(NO3)3·9H2O和多羟基羧酸为原料，分析纯乙二醇甲醚和水混合为溶剂，且体积比为(7～9)∶1，取Co(CH3CO2)2·4H2O、Fe(NO3)3·9H2O溶解在上述混合溶剂中，然后向此溶液中加入多羟基羧酸，在搅拌条件下向溶液中缓慢滴加分析纯氨水，调节pH值至6左右，在70℃水浴条件下缓慢蒸发形成棕色溶胶，然后加热到130℃或回流12小时，直至形成棕黑色干凝胶，移入250℃的烘箱，干凝胶将发生自蔓延燃烧生成树枝状蓬松的产物，研磨即可。本发明工艺简单、成本低廉、化学组分易于控制及重复性好并易于掺杂；所制产物颗粒分散性好，尺寸大小均匀，并具备良好的的磁学性能。
文档编号C04B35/32GK101786668SQ20101004563
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者宝音, 张琳, 肖顺华, 胡金 申请人:桂林理工大学