一种纳米六边形片状高熵Fe-Co-Ni-Mn基氢氧化物的制备方法

本发明涉及一种纳米六边形片状高熵fe-co-ni-mn基氢氧化物的制备方法，属于高熵氢氧化物制备。

背景技术：

1、随着新型电子设备和通信工具的快速发展，电磁污染问题日益严重。基于结构设计理论和电磁损耗原理，具有大比表面积和均匀异质结的材料因能够引发强烈的界面极化行为，成为理想的微波吸收材料。层状氢氧化物在纳米线、石墨烯、金属有机骨架等材料中脱颖而出。

2、然而，由于各离子溶解度的巨大差异，不同氢氧化物沉淀ph区间不同，不能保证各金属氢氧化物同时成核和生长。常见的电化学沉积、水热、或加入各类形核剂、还原剂、表面活性剂，也只能制备出双元或三元的片层氢氧化物。但根据高熵效应，高组分意味着高结构熵、高稳定性、高活性位点、多混合带隙，因此通过简单的方法制备出多元(高熵)片层氢氧化物对微波吸收材料领域至关重要。

技术实现思路

1、针对现有片层氢氧化物因离子溶解度和沉淀物ph区间差异，使其仅局限于低组元材料制备的问题，本发明提出一种纳米六边形片状高熵fe-co-ni-mn基氢氧化物的制备方法，即将特定溶度的碱性溶液以缓慢速率滴加到混合金属盐溶液中，使其预先形成小尺寸高熵氢氧化物晶核，随后在碱性有氧水热过程中依据氨根离子的独特结构生长为六边形状。

2、一种纳米六边形片状高熵fe-co-ni-mn基氢氧化物的制备方法，具体步骤如下：

3、(1)将铁盐、钴盐、镍盐、锰盐和m盐溶解于去离子水中，在温度10～20℃下超声处理20～30min得到混合溶液a；其中m盐为镁盐或铜盐；

4、(2)将混合溶液a置于冰水浴中，在超声条件下，将尿素溶液匀速滴加到混合溶液a中以形成六边形高熵氢氧化物晶核，得到悬浮液a；

5、(3)利用碱性溶液调节悬浮液a的ph值为8.5～10，得到悬浮液b；

6、(4)将悬浮液b进行密封，然后在悬浮液b中通入氧气并在温度65～80℃下搅拌反应5～8h，依次采用去离子水和乙醇洗涤，烘干，得到纳米六边形片状高熵fe-co-ni-mn基氢氧化物。

7、所述步骤(1)铁盐为氯化铁或硝酸铁，钴盐为氯化钴或硝酸钴，镍盐为氯化镍或硝酸镍，锰盐为氯化锰或硝酸锰，镁盐为氯化镁或硝酸镁，铜盐为氯化铜或硝酸铜。

8、所述步骤(1)混合溶液a中铁盐、钴盐、镍盐、锰盐和m盐的摩尔比为1:1:1:1:0.5～1.5；混合溶液a中金属离子的总摩尔浓度为0.1～0.3mol/l。

9、所述步骤(2)尿素溶液的浓度为0.10～0.15mol/l，尿素溶液滴加速率为30～50μl/s，尿素溶液与混合溶液a的体积比为0.3～0.6:1。

10、所述步骤(3)碱性溶液为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液，碱性溶液浓度为8～12mol/l。

11、所述步骤(4)氧气通入速率为10～30ml/min，搅拌速率为500～1000r/min。

12、本发明的有益效果是：

13、(1)本发明通过将尿素溶液逐滴缓慢滴入混合金属盐溶液，并在冰水浴中超声使其预先形成小尺寸六边形高熵氢氧化物晶核；

14、(2)本发明在碱性有氧条件下依据尿素所含氨根离子(nh2-)的独特结构稳定控制晶核长大的形貌为六边形状；

15、(3)本发明可以通过改变各金属盐浓度、ph及滴加速率控制得到的纳米六边形片状高熵氢氧化物的元素占比、尺寸，从而调整其微波吸收能力。

技术特征：

1.一种纳米六边形片状高熵fe-co-ni-mn基氢氧化物的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述纳米六边形片状高熵fe-co-ni-mn基氢氧化物的制备方法，其特征在于：步骤(1)铁盐为氯化铁或硝酸铁，钴盐为氯化钴或硝酸钴，镍盐为氯化镍或硝酸镍，锰盐为氯化锰或硝酸锰，镁盐为氯化镁或硝酸镁，铜盐为氯化铜或硝酸铜。

3.根据权利要求1所述纳米六边形片状高熵fe-co-ni-mn基氢氧化物的制备方法，其特征在于：步骤(1)混合溶液a中铁盐、钴盐、镍盐、锰盐和m盐的摩尔比为1:1:1:1:0.5～1.5；混合溶液a中金属离子的总摩尔浓度为0.1～0.3mol/l。

4.根据权利要求1所述纳米六边形片状高熵fe-co-ni-mn基氢氧化物的制备方法，其特征在于：步骤(2)尿素溶液的浓度为0.10～0.15mol/l，尿素溶液滴加速率为30～50μl/s，尿素溶液与混合溶液a的体积比为0.3～0.6:1。

5.根据权利要求1所述纳米六边形片状高熵fe-co-ni-mn基氢氧化物的制备方法，其特征在于：步骤(3)碱性溶液为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液，碱性溶液浓度为8～12mol/l。

6.根据权利要求1所述纳米六边形片状高熵fe-co-ni-mn基氢氧化物的制备方法，其特征在于：步骤(4)氧气通入速率为10～30ml/min，搅拌速率为500～1000r/min。

技术总结
本发明涉及一种纳米六边形片状高熵Fe‑Co‑Ni‑Mn基氢氧化物的制备方法，属于高熵氢氧化物制备技术领域。本发明将镁盐或铜盐、铁盐、钴盐、镍盐、锰盐、溶解于去离子水中得到混合溶液A；将混合溶液A置于冰水浴中，在超声条件下，将尿素溶液匀速滴加到混合溶液A中以形成六边形高熵氢氧化物晶核，得到悬浮液A；利用碱性溶液调节悬浮液A的pH值为8.5～10，得到悬浮液B；将悬浮液B进行密封，然后在悬浮液B中通入氧气并在温度65～80℃下搅拌反应5～8h，依次采用去离子水和乙醇洗涤，烘干，得到纳米六边形片状高熵Fe‑Co‑Ni‑Mn基氢氧化物。本发明依据氨根离子的独特结构，预先在混合液中形成小尺寸六边形高熵氢氧化物晶核，而后在碱性有氧条件下使晶核稳定长大。

技术研发人员：吴家乐,赵馨愉,段羽,胡劲,王开军,张维钧
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15