一种A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法技术

本发明专利技术属于铁酸镧复合氧化物材料制备技术领域，具体公开了一种A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，将La(NO3)3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Ca(NO3)2·4H2O加入到配制好的柠檬酸溶液中，然后加入氨水，水浴，干燥，煅烧，得到复合氧化物材料。本发明专利技术采用精确可控、易操作的柠檬酸盐溶胶‑凝胶法在低温下合成Mg

Preparation of a A - bit magnesium calcium double doped lanthanum ferrite composite oxide

The invention belongs to the lanthanum ferrite oxide composite material preparation technology field, specifically discloses a preparation method of A calcium magnesium double doped lanthanum ferrite composite oxide, La (NO3) 3 - 6H2O, Fe (NO3) 3 - 9H2O, Mg (NO3) 2 - 6H2O and Ca (NO3 2 - 4H2O) was added to the citric acid solution prepared, then adding ammonia, water bath, drying, calcination, the composite oxide material. The invention adopts the precise control and easy operation of the citrate sol gel method synthesized at low temperature Mg

【技术实现步骤摘要】
一种A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法
本专利技术属于铁酸镧复合氧化物材料制备
，具体涉及一种A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法。
技术介绍
铁酸镧(LaFeO3)是一种典型的具有钙钛矿(ABO3)正交结构的稀土复合金属氧化物，室温下空间群为Pbnm。此结构中的Fe-O-Fe键角(θ≈156°)是钙钛矿铁氧体体系中最大的键角，因此LaFeO3是铁氧体体系中奈尔温度(TN≈740K)最高的磁性材料。LaFeO3具有G型反铁磁结构，是少数的同时具有反铁磁性和铁电性的单相多铁材料之一。LaFeO3材料因其具有特殊的晶型结构、独特的电磁、较高的电子-离子混合导电性、优良的催化和气敏活性、适合的热膨胀系数以及较佳的化学稳定性等独特优势，应用行业很广泛，在电学、磁学传感器、工业催化、气敏材料、信息存储和自旋电子器件等领域都有着广泛的应用前景，因此对这种材料所进行的研究就显得特别有意义。目前很多研究报道了运用固相反应法、共沉淀法、溶胶-凝胶等方法合成LaFeO3A位碱土单相掺杂，如Ca2+、Mg2+、Sr2+和Ba2+等掺杂，并研究其不同掺杂比例对样品的穆谱、磁性能、气敏性、催化活性能的影响等等，比如溶胶凝胶法制备样品La1-xSrxFeO3，比如运用共沉淀法合成La1-xCaxFeO3，比如溶胶-凝胶法合成La1-xMgxFeO3并研究其气敏性能；比如运用PMMA模板法合成La1-xMgxFeO3并研究其气敏性能；比如有学者运用传统的固相反应法研究了Ca掺La1-xCaxFeO3的磁性能，结果表明随着Ca2+掺杂浓度的增加，Fe4+数量增加，Fe3+数量减少，磁化率增大。现有技术中，尚未见有报道运用溶胶-凝胶法合成LaFeO3A位碱土双相掺杂及研究不同煅烧温度及时间对掺杂后样品磁性能的影响，如Ca2+和Mg2+、Mg2+和Ba2+等共掺，限制了钙钛矿(ABO3)复合氧化物的应用。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供的一种A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，运用溶胶-凝胶法合成LaFeO3A位碱土双相掺杂及研究不同煅烧温度及时间对掺杂后样品磁性能的影响，为钙钛矿(ABO3)复合氧化物的广泛应用奠定了基础。本专利技术提供的一种A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，包括以下步骤：S1，将柠檬酸溶于去离子水中，搅拌溶解完全后得到柠檬酸溶液；S2，称取La(NO3)3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Ca(NO3)2·4H2O，加入到S1得到的柠檬酸溶液中，然后加入去离子水，搅拌溶解完全后得到钙钛矿混合溶液；S3，向S2所得钙钛矿混合溶液中加入氨水，搅拌，直至pH＝6.9～7.1，得到墨绿色澄清的反应溶液；S4，将S3所得反应溶液置于40～80℃水浴，搅拌2-5h，得到湿凝胶，停止搅拌，静置，干燥，得到干凝胶；S5，向S4得到的干凝胶中加入无水乙醇，得到粉末，研磨粉末，并将研磨后的粉末置于马弗炉中400～1000℃煅烧2～3h，然后自然冷却，再次研磨成粉，得到A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料。优选的，上述的A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，S1中柠檬酸和去离子水的比例为0.04mol:20ml。优选的，上述的A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，S2中，La(NO3)3·6H2O：Mg(NO3)2·6H2O：Ca(NO3)2·4H2O：Fe(NO3)3·9H2O的摩尔比为0.85:(0.15-x):x:1，且x＝0，0.03，0.06，0.09，0.12或者0.15。优选的，上述的A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，S1去离子水和S2中去离子水的体积比例为2:3。优选的，上述的A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，S3中，所述氨水的浓度为25～28g/100g。优选的，上述的A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，S4中静置时间为10～14h，干燥的条件为120～140℃干燥4～8h。优选的，上述的A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，S4中加入的无水乙醇与S1中的柠檬酸为等摩尔比例。与现有技术相比，本专利技术的制备方法具有以下有益效果：(1)本专利技术利用精确可控，易进行，操作方便，合成条件简单等优点的溶胶-凝胶法合成A位Mg2+、Ca2+混掺LaFeO3纳米颗粒，同时研究不同掺杂比例，不同煅烧温度及时间对样品磁性能的影响，开发出了A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的最佳制备条件，使样品在电学、磁学传感器、工业催化、气敏材料、信息存储和自旋电子器件等领域都有着广泛的应用前景。(2)La0.85Mg0.15-xCaxFeO3中选择x等于0时，煅烧温度1000℃，煅烧时间为2h，制备出的La0.85Mg0.15FeO3磁性效果最好，所得样品均为单一相，正交晶系结构，空间群为Pnma，Mg2+和Ca2+共同取代La3+将会抑制颗粒的生长。且我们发现煅烧温度对La0.85Mg0.15-xCaxFeO3的磁性具有很大影响，在1000℃的煅烧环境下，Mg2+和Ca2+双掺引起较大的磁性能变化，随着Ca2+离子浓度的增加，Mg2+离子浓度的减小，样品的磁性呈减小的趋势。附图说明图1为样品La0.85Mg0.15-xCaxFeO3(x＝0，0.03，0.06，0.09，0.12，0.15)经过煅烧后的XRD衍射图；图2为图1中XRD衍射图的(121)衍射峰的漂移图；图3为样品La0.85Mg0.12Ca0.03FeO3经过不同温度煅烧后的XRD衍射图；图4为样品La0.85Mg0.06Ca0.09FeO3经过600℃煅烧2h后的FT-IR光谱图；图5为样品La0.85Mg0.15-xCaxFeO3(x＝0，0.03，0.06，0.09，0.12，0.15)经过600℃煅烧后的磁滞回线；图6为样品La0.85Mg0.15-xCaxFeO3(x＝0，0.03，0.06，0.09，0.12，0.15)经过1000℃煅烧后的磁滞回线；图7样品La0.85Mg0.12Ca0.03FeO3分别经过不同温度煅烧2h后的磁滞回线；图8样品La0.85Mg0.12Ca0.03FeO3经过600℃分别煅烧不同时间后的磁滞回线。具体实施方式下面对专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。本专利技术提供的一种A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，包括以下步骤：S1，将柠檬酸溶于去离子水中，搅拌溶解完全后得到柠檬酸溶液；S2，称取La(NO3)3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Ca(NO3)2·4H2O，加入到S1得到的柠檬酸溶液中，然后加入去离子水，搅拌溶解完全后得到钙钛矿混合溶液；S3，向S2所得钙钛矿混合溶液中加入氨水，搅拌，直至pH＝6.9～7.1，得到墨绿色澄清的反应溶液；S4，将S3所得反应溶液置于40～80℃水浴，搅拌2-5h，得到湿凝胶，停止搅拌，静置，干燥，得到干凝胶；S5，向S4得到的干凝胶中加入无水乙醇，得到粉末，研磨粉末，并将研磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将柠檬酸溶于去离子水中，搅拌溶解完全后得到柠檬酸溶液；S2，称取La(NO3)3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Ca(NO3)2·4H2O，加入到S1得到的柠檬酸溶液中，然后加入去离子水，搅拌溶解完全后得到钙钛矿混合溶液；S3，向S2所得钙钛矿混合溶液中加入氨水，搅拌，直至pH＝6.9～7.1，得到墨绿色澄清的反应溶液；S4，将S3所得反应溶液置于40～80℃水浴，搅拌2～5h，得到湿凝胶，停止搅拌，静置，干燥，得到干凝胶；S5，向S4得到的干凝胶中加入无水乙醇，得到粉末，研磨粉末，并将研磨后的粉末置于马弗炉中400～1000℃煅烧2～3h，然后自然冷却，再次研磨成粉，得到A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料。

【技术特征摘要】
1.一种A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将柠檬酸溶于去离子水中，搅拌溶解完全后得到柠檬酸溶液；S2，称取La(NO3)3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Ca(NO3)2·4H2O，加入到S1得到的柠檬酸溶液中，然后加入去离子水，搅拌溶解完全后得到钙钛矿混合溶液；S3，向S2所得钙钛矿混合溶液中加入氨水，搅拌，直至pH＝6.9～7.1，得到墨绿色澄清的反应溶液；S4，将S3所得反应溶液置于40～80℃水浴，搅拌2～5h，得到湿凝胶，停止搅拌，静置，干燥，得到干凝胶；S5，向S4得到的干凝胶中加入无水乙醇，得到粉末，研磨粉末，并将研磨后的粉末置于马弗炉中400～1000℃煅烧2～3h，然后自然冷却，再次研磨成粉，得到A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料。2.根据权利要求1所述的A位镁钙双掺杂铁酸镧复合氧化物材料的制备方法，其特征在于，S1中柠檬酸和去离子水的比例为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：林卿，杨芳，许建梅，杨幸星，何云，
申请(专利权)人：海南医学院，
类型：发明
国别省市：海南,46