一种空心立方八面体的Fe3O4材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种空心立方八面体的Fe3O4材料、制备方法及应用，该方法以CuCl2·

【技术实现步骤摘要】
一种空心立方八面体的Fe3O4材料、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于半导体
，涉及半导体纳米材料，具体涉及一种空心立方八面体的Fe3O4材料、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术、半导体产业的迅速发展，大量以电磁波为载体的新兴电子设备已经渗透到人们生活的各个角落，如无线通信、手机、卫星雷达系统等。毫无疑问，它们提供了极大的便利，但也产生了不同频率的电磁辐射(特别是在2.00
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18.00GHz范围内)，严重威胁着人类的健康，阻碍着精密电子设备的运行，并逐渐导致一系列环境和社会安全问题。电磁屏蔽和吸波材料可以有效地消除对电子元件、人体和环境的干扰或损害，已被广泛用于衰减电磁波能量。同时在满足吸波条件的前提下，材料应尽可能满足：厚度小、密度低、有效吸收带宽宽的特点。吸波材料研究已经涌现出了多种类型，例如碳基复合材料、磁性金属粉末、铁氧体材料等。这些吸波材料在雷达隐身、电磁波屏蔽、电磁波兼容性等方面有着广泛的应用前景。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术的目的在于，提供一种空心立方八面体的Fe3O4材料、制备方法及应用，以解决现有技术制备得到的Fe3O4对电磁波吸收效果差的技术问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0005]一种空心立方八面体的Fe3O4材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0006]步骤一，制备立方八面体氧化亚铜前驱体溶液：
[0007]将CuCl2·
2H2O和PVP加入去离子水中并搅拌至完全溶解，CuCl2·
2H2O和PVP的质量比为1.7：(1～3)；再将NaOH水溶液加入，搅拌后，加入抗坏血酸溶液，制得立方八面体氧化亚铜前驱体溶液。
[0008]步骤二，制备立方八面体氧化亚铜前驱体：
[0009]将步骤一制得的立方八面体氧化亚铜前驱体溶液搅拌，溶液由黑色逐渐变为暗红色，最后变为鲜红色；最后分别用去离子水和乙醇洗涤沉淀物，然后烘干，制得红色的Cu2O前驱体，即为立方八面体氧化亚铜前驱体。
[0010]步骤三，制备空心立方八面体的Fe3O4前驱体溶液：
[0011]将步骤二制得立方八面体氧化亚铜前驱体，FeCl2·
4H2O，PVP完全溶解于去离子水与乙醇的混合溶液中，搅拌下分三次加入Na2S2O3溶液，制得空心立方八面体的Fe3O4前驱体溶液。
[0012]步骤四，制备空心立方八面体的Fe3O4固体：
[0013]将步骤三制得的空心立方八面体的Fe3O4前驱体溶液搅拌，颜色从不透明红色逐渐变为透明橘黄色，沉淀洗涤并干燥后得到空心立方八面体固体，在氩气保护下将空心立方
八面体固体以450℃的温度退火，制得空心立方八面体的Fe3O4固体。
[0014]本专利技术还具有如下技术特征：
[0015]优选的，步骤一中，抗坏血酸、氢氧化钠水溶液和去离子水体积比为1：1：10；抗坏血酸溶液的浓度为1.2M；NaOH水溶液的浓度为4.0M。
[0016]优选的，步骤一中，在恒温55℃下搅拌至完全溶解。
[0017]优选的，步骤二中，搅拌三小时，搅拌过程都在55℃下进行。
[0018]优选的，步骤三中，PVP、Cu2O前驱体与FeCl2·
4H2O的质量比为300：5：2；去离子水、乙醇和Na2S2O3溶液的体积比为5：5：4；Na2S2O3溶液的浓度为1.0M。
[0019]优选的，步骤四中，退火的升温速率为5℃/min。
[0020]具体的，该方法具体包括如下步骤：
[0021]步骤一，制备立方八面体氧化亚铜前驱体溶液：
[0022]称量1.7gCuCl2·
2H2O和3.0g的的PVP加入500ml去离子水中并在恒温55℃下搅拌至完全溶解；再将50ml浓度为4.0M的NaOH水溶液加入，颜色迅速由淡蓝色变为深蓝色，紧接着变黑色；搅拌30分钟后，加入50ml浓度为1.2M的抗坏血酸溶液，制得立方八面体氧化亚铜前驱体溶液。
[0023]步骤二，制备立方八面体氧化亚铜前驱体：
[0024]将步骤一制得的立方八面体氧化亚铜前驱体溶液搅拌三小时，溶液由黑色逐渐变为暗红色，最后变为鲜红色；整个过程都在55℃磁力搅拌下进行；最后分别用去离子水和乙醇洗涤沉淀物，而后在烘箱中烘干，烘干处理的反应温度为60℃，反应保温时间为12h，得到红色Cu2O前驱体，即为立方八面体氧化亚铜前驱体。
[0025]步骤三，制备空心立方八面体的Fe3O4前驱体溶液：
[0026]将50.00mg步骤二制得立方八面体氧化亚铜前驱体，20.00mg的FeCl2·
4H2O，3.0g的PVP完全溶解于50ml去离子水与50ml乙醇的混合溶液中，在室温搅拌下分三次加入40ml浓度为1.0M的Na2S2O3溶液，制得空心立方八面体的Fe3O4前驱体溶液。
[0027]步骤四，制备空心立方八面体的Fe3O4固体：
[0028]将步骤三制得的空心立方八面体的Fe3O4前驱体溶液搅拌30分钟，颜色从不透明红色逐渐变为透明橘黄色，沉淀洗涤并干燥后得到空心立方八面体固体，在氩气保护下将空心立方八面体固体在管式炉中以450℃退火，升温速率为5℃/min，制得空心立方八面体的Fe3O4固体。
[0029]本专利技术还保护一种空心立方八面体的Fe3O4材料，该空心立方八面体的Fe3O4材料采用如上所述的空心立方八面体的Fe3O4材料的制备方法制得。
[0030]进一步的，所述的空心立方八面体的Fe3O4材料的平均粒径为2～3μm。
[0031]本专利技术还保护如上所述的空心立方八面体的Fe3O4材料用于作为制备电磁波吸收体的材料的应用。
[0032]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0033](Ⅰ)本专利技术的空心立方八面体的Fe3O4材料的制备方法，以二水氯化铜为铜源，以PVP和抗坏血酸为表面活性剂，去离子水为溶剂，在恒定温度下搅拌至溶解，再加入氢氧化钠分别用去离子水和乙醇洗涤沉淀物、烘干，得到红色Cu2O前体。再以氯化亚铁为铁源，以立方八面体氧化亚铜为前体，以去离子水和乙醇为溶剂，混合搅拌并加入适量PVP和硫代硫
酸钠后得到混合料液；对混合料液进行磁力搅拌；对反应产物进行进行煅烧和降温处理，得到空心立方八面体的Fe3O4。该制备方法通过控制二水氯化铜和PVP质量比，控制退火反应的温度和时间制得具有电磁波吸收能力和较好介电损耗的空心立方八面体的Fe3O4材料。
[0034](Ⅱ)本专利技术的空心立方八面体的Fe3O4材料的制备方法，具有工艺简单、制备周期短、可以大规模合成、成本低等优点。
[0035](Ⅲ)本专利技术的方法制备得到的空心立方八面体的Fe3O4材料结构稳定，有效避免了材料合成之后难以存放的问题，且本专利技术制得的空心立方八面体的Fe3O4材料在填充比为40w本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空心立方八面体的Fe3O4材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，制备立方八面体氧化亚铜前驱体溶液：将CuCl2·
2H2O和PVP加入去离子水中并搅拌至完全溶解，CuCl2·
2H2O和PVP的质量比为1.7：(1～3)；再将NaOH水溶液加入，搅拌后，加入抗坏血酸溶液，制得立方八面体氧化亚铜前驱体溶液；步骤二，制备立方八面体氧化亚铜前驱体：将步骤一制得的立方八面体氧化亚铜前驱体溶液搅拌，溶液由黑色逐渐变为暗红色，最后变为鲜红色；最后分别用去离子水和乙醇洗涤沉淀物，然后烘干，制得红色的Cu2O前驱体，即为立方八面体氧化亚铜前驱体；步骤三，制备空心立方八面体的Fe3O4前驱体溶液：将步骤二制得立方八面体氧化亚铜前驱体，FeCl2·
4H2O，PVP完全溶解于去离子水与乙醇的混合溶液中，搅拌下分三次加入Na2S2O3溶液，制得空心立方八面体的Fe3O4前驱体溶液；步骤四，制备空心立方八面体的Fe3O4固体：将步骤三制得的空心立方八面体的Fe3O4前驱体溶液搅拌，颜色从不透明红色逐渐变为透明橘黄色，沉淀洗涤并干燥后得到空心立方八面体固体，在氩气保护下将空心立方八面体固体以450℃的温度退火，制得空心立方八面体的Fe3O4固体。2.如权利要求1所述的空心立方八面体的Fe3O4材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，抗坏血酸、氢氧化钠水溶液和去离子水体积比为1：1：10；抗坏血酸溶液的浓度为1.2M；NaOH水溶液的浓度为4.0M。3.如权利要求1所述的空心立方八面体的Fe3O4材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，在恒温55℃下搅拌至完全溶解。4.如权利要求1所述的空心立方八面体的Fe3O4材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，搅拌三小时，搅拌过程都在55℃下进行。5.如权利要求1所述的空心立方八面体的Fe3O4材料的制备方法，其特征在于，步骤三中，PVP、Cu2O前驱体与FeCl2·
4H2O的质量比为300：5：2；去离子水、乙醇和Na2S2O3溶液的体积比为5：5：4；Na2S2O3溶液的浓度为1.0M。6.如权利要求1所述的空心立方八面体的Fe3O4材料的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英楠，昝润昱，韩倩，王静，刘信彤，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：