一种掺杂稀土元素的FePt:RE非晶态合金纳米材料的制备方法技术

一种掺杂稀土元素的ＦｅＰｔ纳米合金的制备方法，以含铂无机盐／含铂配合物、含铁无机盐／含铁配合物以及ＲＥ（ＲＥ＝Ｅｕ，Ｄｙ，Ｃｅ）的水溶性盐作为反应前驱体，将反应前驱物、有机溶剂、相转移催化剂冠醚置于高压釜内，利用反应物之间的相转移及反应前驱物的共还原，以油酸作为稳定剂反应制得所需产品。依据本发明专利技术可合成出粒径约３～５ｎｍ的ＦｅＰｔ：Ｃｅ、ＦｅＰｔ：Ｄｙ及ＦｅＰｔ：Ｅｕ合金纳米粒子，所合成的合金纳米粒子具有化学失序的ｆｃｃ结构，而Ｅｕ的掺杂加强了合金的非晶态倾向，且大大提高了矫顽力。ＦｅＰｔ：Ｃｅ和ＦｅＰｔ：Ｄｙ经６００℃回火后的合金纳米粒子的结构向有序Ｌ↓［１０］相转变，同时伴随着矫顽力的增大，但Ｅｕ的掺杂加强了ＦｅＰｔ：Ｅｕ合金的热稳定性，具有一定抑制相转变的作用；另外，稀土元素的掺杂使ＦｅＰｔ合金纳米颗粒具有了荧光性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料
，具体涉及一种新的具有荧光性的掺杂稀土元素RE(RE=Eu,Dy， Ce)的FePt合金纳米粒子的制备方法。
技术介绍
随着电子信息产业的高速发展,对高密度、大容量的磁性记录器件的需求越来越强烈,超高密度磁性记录的研究成为磁学材料和工程研究的一个重要前沿课题,表现出了非常诱人的应用前景。其中FePt纳米结构材料具有良好的化学稳定性和较高的磁晶各向异性,在超高密度信息存储领域显示出巨大的应用潜力。L^相的FePt合金具有非常高的磁晶各向异性,其单轴磁晶各向异性常数Ku为(6.6 10) x107 erg/cm2 ，比当前使用的Co基合金磁记录介质的各向异性常数高出数十倍。因而被认为是最具有潜力的超高密度磁记录介质材料。第三种元素的加入对FePt合金纳米粒子在相转移方面有显著的效果，比如Au， Ag， Sb和Ni，他们通过在高温的条件下分离第三种元素来产生作用，由于稀土元素具有特殊的f电子结构，5s和5p电子使内层的4f电子不受环境的影响，因此，稀土掺杂表现出特殊的光、电、磁现象。Ei^+是重要的变价稀土离子，具有允许的d-ff夭迁，荧光发射分布较宽，既可作优良的激活剂，又可作为对其它离子发光增强的有效敏化剂。D^+作为一种常用的不同无机基质的催化掺杂剂,使得这些基质在适当调节黄光和蓝光发射的条件下，发射出白光。这两种稀土离子都广泛应用于发光材料研制。因此为了进一歩丌拓FePt合金纳米粒子的磁性和光学性能，本专利将稀土元素引入FePt合金体系，合成出一系列掺杂稀土元素的FePt:RE (RE=Eu, Dy，Ce)合金纳米粒子。纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，可以产生四大效应.-小尺寸效应、量子效应(含宏观量子隧道效应)、表面效应和界面效应。应用我们的合成方法，能够制备出单分散性好，粒径均一的具有荧光性掺杂稀土的FePt合金纳米粒子，从而具有优异的理化性质。文献报道中制备掺杂稀土的单分散性FePt合金的方法主要为物理法。该法主要是利用物理溅射的方法将稀土元素掺杂到FePt合金中。这些方法都存在设备、技术要求苛刻，所得粒子尺寸较大，掺杂不均匀等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有荧光性掺杂稀土的FePt纳米合金制备方法，并期望能推广到工业应用。一种掺杂稀土元素的FePt纳米合金的制备方法，以含铂无机5k/含铂配合物、含铁无机盐/含铁配合物以及RE(RE-Eu，Dy， Ce)的水溶性盐作为反应前驱体，将反应前驱物、有机溶剂、相转移催化剂冠醚置于高压釜内，利用反应物之间的相转移及反应前驱物的共还原，以油酸作为稳定剂反应制得所需产品。进一歩，高压釜内，在12(TC-180'C下，反应8-15小时制得所需产品。所述水溶性盐包括硝酸盐或氯化物。包括以下歩骤(1) 将含铂的无机盐/含铂配合物与含铁无机盐/含铁配合物以及水溶性的RE无机盐(RE=Eu,Dy， Ce)溶解于有机溶剂中，依次加入与铁盐铂盐物质量相当的油酸钠与DB24C8(C24H3208，冠醚)，搅拌至固体完全溶解；含铂无机盐/含铂配合物、含铁无机盐/含铁配合物、RE无机盐的摩尔比为(4.5 5.4):4.5:(1 0.1);油酸钠与铁^t和铂盐的总物质量的摩尔比为5: 1~10: 1; 二苯冠醚与铁盐和铂盐的总物质的量的摩尔比为1: 30 1: 100;有机溶剂与铁盐和铂盐的总物质的量的摩尔比为30: 1 80: 1;(2) 将多元醇与油酸的混合溶液加入到歩骤(1)所得到的混合物中，将整个混合体系移入高压反应釜，在160"C下反应15小时；反应结束后，冷却至室温，洗涤，离心分离，得到最终产物黑色合金纳米粒子；其中丙二醇与油酸的体积比为2: 1~3: 1;丙二醇与铁盐和铂盐总物质量的摩尔比为30: 1-80: 1;歩骤(2)中所述的多元醇包括乙二醇或丙二醇。所述含铂无机盐为氯铂酸或二氯化铂等含铂水溶性无机盐中任一种，含铂有机盐为二氯化二氰二苯基合铂(II)或乙酰丙酮合铂(II)等铂的水溶性配合物中任一种，含铁无机盐为含铁无机盐包括氯化亚铁、氯化铁等水溶性含铁无机盐，含铁有机盐为草酸铁、乙酰丙酮合铁(II)或乙酰丙酮合铁(III)等水溶性含铁有机盐中任一种；所述RE为Eu,Dy,Ce的水溶性的硝酸盐或氯化物中任意一种。歩骤(1)中所述的搅拌为超声震荡或磁力搅拌。歩骤(2)中所述的离心分离转速为3000-5000转/分钟，时间为10-20分钟。利用本专利技术方法制备出单分散性好、粒径均一的FePt:RE纳米粒子，惨杂Eu的FePt粒子形成了均匀的，高长径比的棒状结构；掺杂Dy， Ce的方法得到了单分散性好、粒径均一的合金纳米粒子，具有优异的理化性质。例如可以应用于硬盘热辅助磁记录技术中，具有荧光性等。本专利技术方法易操作、易控制，且制备出的产品可以通过进一步的操作，如LB、浸渍等方法制备出合金薄膜。对本专利技术方法所得产物的结构、形貌、组成进行表征，可以分别选用X射线粉末衍射(XRD)、投射电子显微镜(TEM)、傅立叶转换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、 X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电境(TEM)等，XRD结果表明产物的晶型、粒度分布和主要成分，SEM， TEM表明粒子粒径和整体形貌，FTIR验证XRD的结果及粒子表面包附物的种类及含量。XPS检测微区元素组成，佐证XRD的结果。本专利技术具有以下优点1. 有效合成出粒径约3-5nm，且粒径分布窄的掺杂稀土的FePt:RE合金纳米粒子。2. Eu的掺杂，使FePt:Eu的非晶倾向增大，合金的热稳定性提高，并起到抑制相变的作用。同时得到了长棒状的合金纳米棒。3. 所合成的FePt:Ce及FePt:Dy合金纳米粒子单分散性好，粒径均一。4. 縮合成的FePt:RE非晶态合金纳米粒子具有顺磁性。而FePt:Eu合金纳米粒子的矫顽力大大增加。回火处理后的合金纳米粒子的饱和磁化强度和矫顽力均大大提高；虽因Eu对相变有抑制作用使FePt:Eu未发生相变，但合金的有序化也使材料的饱和磁化强度和矫顽力有很大的提高，且超过前两者。5. 光学性能的测试表明稀土元素的掺杂使FePt合金纳米颗粒具有荧光性。附图说明图1为实施例1、例2、例3中，采用Eu， Dy， Ce的硝酸盐为原料制备的FePt:RE的TEM图。其中图l(a)为FePt:Eu的TEM图；图l(b)为FePt:Dy的TEM图；图l(c)为FePt:Ce的TEM图。图2为实施例2中得到的FePt: Dy的荧光发射光谱。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进一歩的说明。实施例1: FePt:Eu合金磁性纳米粒子的制备第一歩，将0.031mmol H2PtCl6.6H20与0.031mmol Fe2(C204)3 5H20以及O儒mmolEu(N03)3完全溶解于2ml无水乙醇中，然后依次加入0.2g油酸钠与0.011molDB24C8，超声震荡搅拌10分钟，至固体完全溶解。第二歩，加入4ml 1， 2-丙二醇与2ml油酸的混合溶液，然后将整个混合体系转移到高压反应釜内，以2"/分钟的速率升温至423K，在马弗炉中于423K的条件下保温15个小时，反应结束后，冷却至室温。第三歩，依次用无水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺杂稀土元素的ＦｅＰｔ纳米合金的制备方法，其特征在于：以含铂无机盐／含铂配合物、含铁无机盐／含铁配合物以及ＲＥ（ＲＥ＝Ｅｕ，Ｄｙ，Ｃｅ）的水溶性盐　作为反应前驱体，将反应前驱物、有机溶剂、相转移催化剂冠醚置于高压釜内，利用反应物之 间的相转移及反应前驱物的共还原，以油酸作为稳定剂反应制得所需产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张凡，温鸣，赵文钢，朱远征，杨丹，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]