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1、(10)申请公布号 CN 102936050 A(43)申请公布日 2013.02.20CN102936050A*CN102936050A*(21)申请号 201210486295.9(22)申请日 2012.11.26C01G 49/08(2006.01)B82Y 30/00(2011.01)(71)申请人江苏永凯化学有限公司地址 222500 江苏省连云港市灌南县堆沟港镇（化学工业园区）(72)发明人蒋云翔 董文飞 江征平(74)专利代理机构南京众联专利代理有限公司 32206代理人刘喜莲(54) 发明名称一种四氧化三铁纳米片的制备方法(57) 摘要本发明是一种四氧化三铁纳米片的制备方法，。
2、其步骤包括：将可溶性的铁离子盐溶解于乙二醇中，然后加入表面活性剂以及强碱溶液，通过溶剂热合成后得固体粒子，经蒸馏水和无水乙醇反复洗涤以及室温干燥后，得到四氧化三铁纳米片。本发明具有工艺简单、重复性好、产率高和修饰容易的特点，本发明所得到的纳米片为四氧化三铁，形貌为二维片状，平均尺寸在30到120纳米，具有超顺磁性。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页1/1 页21. 一种四氧化三铁纳米片的制备方法， 其特征在于， 其步骤如下 :（1） 将 适 量 的 乙 二 醇 加 入。
3、 反 应 釜 内， 进 行 磁 力 搅 拌 ； 然 后 将 重 量 比 为 3.504.0 ： 1 ：4.85.2的 FeCl36H2O、 FeCl24H2O和表面活性剂加入在乙二醇中， 使其混合均匀 ； 所述的表面活性剂选自柠檬酸、 聚乙烯吡咯烷酮 PVP、 聚乙二胺 PEI、 十二烷基磺酸钠 SDS中的任意一种或几种组成的混合物 ；（2） 缓慢加入强碱到混合溶液中 ； 混合溶液搅拌 212 小时后， 取出搅拌子， 然后将反应釜放入铁壳中， 封闭好置入 180200恒温烘箱中， 反应 1248小时 ； 所述的强碱选自 LiOH、NaOH 或者 KOH 中的一种或几种组成的混合物 ； 强碱与 。
4、FeCl24H2O 的重量比为 2070 ： 1 ；（3） 待 反 应 釜 自 然 冷 却 到 室 温， 取 出 用 无 水 乙 醇 离 心， 经 离 心 清 洗 至 粒 子 干 净， 常 温 干燥得到四氧化三铁纳米片成品。2. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于 ： 所述的 FeCl36H2O、 FeCl24H2O 和表面活性剂的重量比为 3.71 ： 1 ： 5 ； 强碱与 FeCl24H2O 的重量比为 22.5 ： 1。3.根据权利要求 1或 2所述的制备方法， 其特征在于 ： 步骤 （1） 中所述的 FeCl36H2O与乙二醇的重量体积比为 3.71g ： 70100ml。
5、。权 利 要 求 书CN 102936050 A1/3 页3一种四氧化三铁纳米片的制备方法技术领域0001 本 发 明 涉 及 的 是 一 种 片 状、 超 顺 磁 性 纳 米 粒 子， 具 体 涉 及 一 种 四 氧 化 三 铁 纳 米 片的制备方法。背景技术0002 磁 性 四 氧 化 三 铁 纳 米 粒 子 因 其 具 有 特 殊 的 超 顺 磁 性、 高 矫 顽 力、 低 居 里 温 度、 宽 频带 强 吸 收 等 性 能， 广 泛 地 应 用 在 隐 身 吸 波 材 料、 磁 记 录 材 料、 磁 制 冷 材 料、 磁 记 忆 材 料、 磁 控传感器、 微波通讯器件、 磁悬浮列车、 。
6、液磁马达和磁共振成像技术等领域。 研究发现， 当粒子尺 寸 达 到 纳 米 级 时， 该 粒 子 的 性 质 不 仅 仅 受 到 颗 粒 尺 寸 的 影 响， 而 且 还 和 粒 子 的 形 状 密 切相关。 例如， 通过对其结构和长径比的控制， 可以容易地调节四氧化三铁纳米线的易磁化方向， 提 高 其 矫 顽 力 和 剩 磁 比， 有 助 于 解 决 其 在 磁 记 录 中 由 于 记 录 单 元 的 尺 寸 变 小 而 带 来 的超 顺 磁 性 问 题。 因 此， 对 磁 性 四 氧 化 三 铁 纳 米 颗 粒 的 形 状 控 制 成 为 了 近 年 来 研 究 的 热 点 问题。0003。
7、 片 状 四 氧 化 三 铁 纳 米 颗 粒 具 有 独 特 的 形 状 各 向 异 性、 特 殊 的 超 顺 磁 性 和 较 高 的 饱和 磁 化 强 度， 可 以 广 泛 应 用 在 磁 靶 向 治 疗、 磁 诱 导 基 因 转 染、 核 磁 成 像 以 及 磁 热 治 疗 等 生 物医 学 方 面。 目 前 合 成 片 状 磁 性 纳 米 粒 子 的 方 法 主 要 有 物 理 和 化 学 方 法， 物 理 方 法 包 括 电 子束 蚀 刻、 光 刻、 激 光 烧 蚀 法、 激 光 沉 积 法、 蒸 发 冷 凝 法、 电 弧 放 电 法 和 机 械 粉 碎 法 等， 其 中 机械 粉 碎。
8、 法 最 为 代 表， 该 方 法 是 将 大 尺 寸 的 磁 性 粒 子 长 时 间 研 磨 再 分 散， 比 如 walser 等 人 利用高能球磨法制备了长径比大于 50的薄片状亚微米级铁粉。 这种方法优点是便于操作， 缺点 是 产 物 粒 度 分 布 较 宽， 需 时 较 长， 耗 能 大， 而 且 易 引 入 杂 质 等 等 缺 点。 化 学 合 成 方 法 主 要包 括 共 沉 淀 法、 高 温 分 解 法、 高 温 水 解 法、 微 乳 液 法、 水 热 法、 超 声 化 学 法 等， 虽 然 这 些 方 法比 较 简 单， 但 是 这 些 方 法 一 般 步 骤 比 较 多、 。
9、工 艺 复 杂、 生 长 周 期 长， 而 且 获 得 的 纳 米 粒 子 产率不高、 饱和磁化强度低、 超顺磁效果不好。发明内容0004 本 发 明 所 要 解 决 的 技 术 问 题 是 针 对 现 有 技 术 的 不 足， 提 供 一 种 工 艺 简 单、 产 率 高、修饰容易、 超顺 磁性高的四氧化三铁纳米片的制备方法。0005 本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。 本发明是一种四氧化三铁纳米片的制备方法， 其特点是， 其步骤如下 :（1） 将 适 量 的 乙 二 醇 加 入 反 应 釜 内， 进 行 磁 力 搅 拌 ； 然 后 将 重 量 比 为 3.504.0 ：。
10、 1 ：4.85.2的 FeCl36H2O、 FeCl24H2O和表面活性剂加入在乙二醇中， 使其混合均匀 ； 所述的表面活性剂选自柠檬酸、 聚乙烯吡咯烷酮 PVP、 聚乙二胺 PEI、 十二烷基磺酸钠 SDS中的任意一种或几种组成的混合物 ；（2） 缓慢加入强碱到混合溶液中 ； 混合溶液搅拌 212 小时后， 取出搅拌子， 然后将反应釜放入铁壳中， 封闭好置入 180200恒温烘箱中， 反应 1248小时 ； 所述的强碱选自 LiOH、NaOH 或者 KOH 中的一种或几种组成的混合物 ； 强碱与 FeCl24H2O 的重量比为 2070 ： 1 ；说 明 书CN 102936050 A2/。
11、3 页4（3） 待 反 应 釜 自 然 冷 却 到 室 温， 取 出 用 无 水 乙 醇 离 心， 经 离 心 清 洗 至 粒 子 干 净， 常 温 干燥得到四氧化三铁纳米片成品。0006 本发明所述的制备方法技术方案中 ： 所述的 FeCl36H2O、 FeCl24H2O和表面活性剂的 重 量 比 优 选 为 3.71 ： 1 ： 5 ； 强 碱 与 FeCl24H2O 的 重 量 比 优 选 为 22.5 ： 1。 步 骤 （1） 中 所 述的 FeCl36H2O 与乙二醇的重量体积比优选为 3.71g ： 70100ml， 进一步优选为 3.71g ： 80ml。0007 与现有技术相比。
12、， 本发明方法具有以下优点 :1 采 用 该 方 法 制 备 四 氧 化 三 铁 片 的 原 料 成 本 低 廉， 工 艺 简 单， 该 制 备 方 法 即 溶 剂 热 合成法， 方法简单， 容易操作， 生产过程可靠， 重复性好。0008 2 采用本发明方法所所得到的四氧化三铁纳米片， 直径达到 30120纳米， 厚度保持在 510 纳米左右， 具有超顺磁性。附图说明0009 图 1 为 实 验 1 制 备 的 四 氧 化 三 铁 纳 米 片 的 透 射 电 镜 照 片， 尺 度 分 布 在 50 纳 米 之间 ；图 2 为实验 1 制备的四氧化三铁纳米片的常温磁滞回线谱图 ；图 3 为实验 。
13、2 制备的四氧化三铁纳米片的透射电镜照片， 尺度分布在 100 纳米之间。具体实施方式0010 下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述， 但本发明的实施方式不限于此。0011 实施例 1， 一种四氧化三铁纳米片的制备方法， 其步骤如下 :（1） 将 适 量 的 乙 二 醇 加 入 反 应 釜 内， 进 行 磁 力 搅 拌 ； 然 后 将 重 量 比 为 3.50 ： 1 ： 4.8 的FeCl36H2O、 FeCl24H2O 和 表 面 活 性 剂 加 入 在 乙 二 醇 中， 使 其 混 合 均 匀 ； 所 述 的 表 面 活 性 剂选自柠檬酸、 聚乙烯吡咯烷酮 PVP、 聚乙二胺 PEI。
14、、 十二烷基磺酸钠 SDS 中的任意一种 ；（2） 缓 慢 加 入 强 碱 到 混 合 溶 液 中 ； 混 合 溶 液 搅 拌 2 小 时 后， 取 出 搅 拌 子， 然 后 将 反 应 釜放入铁壳中， 封闭好置入 180恒温烘箱中， 反应 12小时 ； 所述的强碱选自 LiOH、 NaOH或者KOH 中的一种 ； 强碱与 FeCl24H2O 的重量比为 20 ： 1 ；（3） 待 反 应 釜 自 然 冷 却 到 室 温， 取 出 用 无 水 乙 醇 离 心， 经 离 心 清 洗 至 粒 子 干 净， 常 温 干燥得到四氧化三铁纳米片成品。0012 实施例 2， 一种四氧化三铁纳米片的制备方法。
15、， 其步骤如下 :（1） 将 适 量 的 乙 二 醇 加 入 反 应 釜 内， 进 行 磁 力 搅 拌 ； 然 后 将 重 量 比 为 4.0 ： 1 ： 5.2 的FeCl36H2O、 FeCl24H2O 和 表 面 活 性 剂 加 入 在 乙 二 醇 中， 使 其 混 合 均 匀 ； 所 述 的 表 面 活 性 剂选自柠檬酸、 聚乙烯吡咯烷酮 PVP、 聚乙二胺 PEI、 十二烷基磺酸钠 SDS中的任意 2种或 3种或全 4 种组成的混合物， 比例按需要选定 ；（2） 缓慢加入强碱到混合溶液中 ； 混合溶液搅拌 12 小时后， 取出搅拌子， 然后将反应釜放入铁壳中， 封闭好置入 200恒温。
16、烘箱中， 反应 48小时 ； 所述的强碱选自 LiOH、 NaOH或者KOH 中 的 2 种 或 3 种 组 成 的 混 合 物， 比 例 按 需 要 选 定 ； 强 碱 与 FeCl24H2O 的 重 量 比 为 22.5 ：1 ；（3） 待 反 应 釜 自 然 冷 却 到 室 温， 取 出 用 无 水 乙 醇 离 心， 经 离 心 清 洗 至 粒 子 干 净， 常 温 干燥得到四氧化三铁纳米片成品。说 明 书CN 102936050 A3/3 页50013 实施例 3， 一种四氧化三铁纳米片的制备方法， 其步骤如下 :（1） 将 适 量 的 乙 二 醇 加 入 反 应 釜 内， 进 行 磁。
17、 力 搅 拌 ； 然 后 将 重 量 比 为 3.71 ： 1 ： 5 的FeCl36H2O、 FeCl24H2O 和 表 面 活 性 剂 加 入 在 乙 二 醇 中， 使 其 混 合 均 匀 ； 所 述 的 表 面 活 性 剂选自柠檬酸、 聚乙烯吡咯烷酮 PVP、 聚乙二胺 PEI、 十二烷基磺酸钠 SDS 中的任意一种 ；（2） 缓 慢 加 入 强 碱 到 混 合 溶 液 中 ； 混 合 溶 液 搅 拌 8 小 时 后， 取 出 搅 拌 子， 然 后 将 反 应 釜放入铁壳中， 封闭好置入 190恒温烘箱中， 反应 24小时 ； 所述的强碱选自 LiOH、 NaOH或者KOH 中的一种 ；。
18、 强碱与 FeCl24H2O 的重量比为 70 ： 1 ；（3） 待 反 应 釜 自 然 冷 却 到 室 温， 取 出 用 无 水 乙 醇 离 心， 经 离 心 清 洗 至 粒 子 干 净， 常 温 干燥得到四氧化三铁纳米片成品。0014 实施例 4， 实施例 1 或 2 或 3 所述的制备方法的步骤 （1） 中所述的 FeCl36H2O 与乙二醇的重量体积比为 3.71g ： 70ml。0015 实施例 5， 实施例 1 或 2 或 3 所述的制备方法的步骤 （1） 中所述的 FeCl36H2O 与乙二醇的重量体积比为 3.71g ： 100ml。0016 实 施 例 6， 四 氧 化 三 。
19、铁 纳 米 片 的 制 备 实 验 1 ： 在 8ml 乙 二 醇 中 分 别 加 入 0.371 克FeCl36H2O、 0.1 克 FeCl24H2O 和 0.5 克 聚 乙 烯 吡 咯 烷 酮， 使 其 混 合 均 匀， 缓 慢 加 入 2.25 克NaOH到混合溶液中， 搅拌 2小时后将其放入反应釜中， 在 190条件下晶化 24小时， 待反应釜 自 然 冷 却 到 室 温， 取 出 用 无 水 乙 醇 离 心 经 离 心 清 洗 至 粒 子 干 净， 常 温 干 燥 得 到 直 径 为 30纳米左右的四氧化三铁纳米片。参照图 1， 图 2。0017 实施例 7， 四氧化三铁纳米片的制。
20、备实验 2 ： 在 8ml乙二醇中分别加入 0.371克FeCl36H2O、 0.1 克 FeCl24H2O 和 0.5 克 聚 乙 烯 吡 咯 烷 酮， 使 其 混 合 均 匀， 缓 慢 加 入 6.75 克NaOH到混合溶液中， 搅拌 2小时后将其放入反应釜中， 在 190条件下晶化 24小时， 待反应釜自然冷却到室温， 取出用无水乙醇离心经离心清洗至粒子干净， 常温干燥得到直径为 100纳米左右的四氧化三铁纳米片， 参照图 3。0018 实 施 例 8， 四 氧 化 三 铁 纳 米 片 的 制 备 实 验 3 ： 在 8ml 乙 二 醇 中 分 别 加 入 0.371 克FeCl36H2。
21、O、 0.1 克 FeCl24H2O 和 0.5 克 聚 乙 烯 吡 咯 烷 酮， 使 其 混 合 均 匀， 缓 慢 加 入 2.25 克NaOH 到 混 合 溶 液 中， 搅 拌 12 小 时 后 将 其 放 入 反 应 釜 中， 在 190 条 件 下 晶 化 24 小 时， 待 反应 釜 自 然 冷 却 到 室 温， 取 出 用 无 水 乙 醇 离 心 经 离 心 清 洗 至 粒 子 干 净， 常 温 干 燥 得 到 直 径 为70 纳米左右的四氧化三铁纳米片。说 明 书CN 102936050 A1/3 页6图 1说 明 书 附 图CN 102936050 A2/3 页7图 2说 明 书 附 图CN 102936050 A3/3 页8图 3说 明 书 附 图CN 102936050 A。