纳米四氧化三铁及其制备方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种纳米四氧化三铁及其制备方法和系统，该方法包括：(1)将三价铁盐溶液与二价铁盐溶液混合；(2)将步骤(1)所得的混合铁盐溶液与沉淀剂、表面活性剂在惰性气体保护下混合搅拌进行共沉淀反应；(3)将步骤(2)所得的反应液进行分散、过滤和洗涤处理，得到滤液和滤饼；(4)将所述滤饼浆化后进行低温冷冻干燥处理，以便得到纳米四氧化三铁。该方法在共沉淀过程中引入表面活性剂，同时采用低温冷冻干燥的方式对浆化滤饼进行处理，可显著降低团聚现象的发生，得到颗粒粒径大小分布均匀的纳米四氧化三铁。

Nano-sized Fe3O4 and its preparation method and system

【技术实现步骤摘要】
纳米四氧化三铁及其制备方法和系统
本专利技术属于磁性纳米材料领域，具体而言，本专利技术涉及纳米四氧化三铁及其制备方法和系统。
技术介绍
磁性纳米材料的比表面积大，表面官能团丰富，具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等特点，应用十分广泛。纳米磁性材料Fe3O4同时含有Fe2+和Fe3+，化学性质稳定，粒径最小可达几纳米，催化活性高，可用于涂料、水处理、塑料、皮革等多种行业。目前国内外制备纳米Fe3O4材料的方法主要有沉淀法、机械球磨法、热分解法、电化学沉积法、微乳液法、水热法和溶胶-凝胶法等。这些制备方法原理不同，操作方式不同，得到的产品的形貌和性能相差甚大。机械球磨法通过物理研磨和挤压制备纳米Fe3O4，该方法易于操作，但是所制备的颗粒纯度低且粒径大小不够均匀；水热法是在高温高压作用下，使溶剂中铁的氧化物发生化学反应，生成纳米Fe3O4，可实现对产物形貌的控制，但设备操作要求较高。共沉淀法制备周期短、条件温和、成本低且工艺设备操作简单，是制备纳米Fe3O4的主流方法，但传统的共沉淀法制备纳米Fe3O4磁性材料，对成核和结晶过程的控制模糊，晶体生长过程往往伴随着晶核本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备纳米四氧化三铁的方法，其特征在于，包括：(1)将三价铁盐溶液与二价铁盐溶液混合；(2)将步骤(1)所得的混合铁盐溶液与沉淀剂、表面活性剂在惰性气体保护下混合搅拌进行共沉淀反应；(3)将步骤(2)所得的反应液进行分散、过滤和洗涤处理，得到滤液和滤饼；(4)将所述滤饼浆化后进行低温冷冻干燥处理，以便得到纳米四氧化三铁。

【技术特征摘要】
1.一种制备纳米四氧化三铁的方法，其特征在于，包括：(1)将三价铁盐溶液与二价铁盐溶液混合；(2)将步骤(1)所得的混合铁盐溶液与沉淀剂、表面活性剂在惰性气体保护下混合搅拌进行共沉淀反应；(3)将步骤(2)所得的反应液进行分散、过滤和洗涤处理，得到滤液和滤饼；(4)将所述滤饼浆化后进行低温冷冻干燥处理，以便得到纳米四氧化三铁。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述三价铁盐为选自硝酸铁、氯化铁、硫酸铁中的至少之一；任选的，在步骤(1)中，所述二价铁盐为选自硝酸亚铁、氯化亚铁、硫酸亚铁中的至少之一；任选的，在步骤(1)中，所述三价铁盐溶液中三价铁离子与所述二价铁盐溶液中二价铁离子的摩尔比为0.5-0.8：1。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述混合铁盐溶液中三价铁和二价铁离子的合计浓度为50-200g/L；任选的，在步骤(2)中，所述沉淀剂为选自50-150g/L的氢氧化钠溶液、5-25wt％的氨水中的至少之一；任选的，在步骤(2)中，所述表面活性剂为选自柠檬酸钠或油酸钠中的至少之一；任选的，在步骤(2)中，所述表面活性剂的浓度为0.001-0.002mol/L；任选的，在步骤(2)中，所述混合铁盐溶液与所述沉淀剂、所述表面活性剂的质量比为1：1.5-2.0：0.05-0.1；任选的，在步骤(2)中，所述共沉淀反应的温度为20-30℃，搅拌速度为800-1500r/min，pH为10.5-11.5，反应时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宁磊，刘苏宁，王玮玮，秦丽娟，曹敏，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11