一种钴锌铁氧体/聚吡咯纳米复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钴锌铁氧体/聚吡咯纳米复合材料的制备方法，包括：(1)将铁盐、钴盐、锌盐分散到乙二醇水溶液中，然后加入聚乙二醇，无水乙酸钠，加热反应完全后冷却至室温，用磁铁收集所得产物，洗涤，干燥即得钴锌铁氧体Co1-xZnxFe2O4纳米微球粉体；(2)制备表面改性的Co1-xZnxFe2O4纳米微球悬浮液；(3)将吡咯单体、氯化铁加入到上述表面改性的Co1-xZnxFe2O4纳米微球悬浮液中，反应完成后，减压抽滤，洗涤，干燥，即得。本发明专利技术成本低，工艺操作简单，所需生产设备廉价易得，易于实现工业化生产，该方法制得的纳米复合材料具有较强的磁性能和很好的导电性，实用性强。

A cobalt ferrite / polypyrrole nano composite material and preparation method thereof

The invention relates to a cobalt ferrite / polypyrrole nano composite material preparation method, including: (1) dispersing ferric salt, cobalt salt, zinc salt to ethylene glycol aqueous solution, then adding polyethylene glycol, sodium acetate anhydrous, heating the reaction completely cooled to room temperature, collecting the product, with a magnet washing. Drying is a cobalt zinc ferrite Co1-xZnxFe2O4 nanoparticles powder; (2) preparation of surface modified Co1-xZnxFe2O4 nano microsphere suspension liquid; (3) Co1-xZnxFe2O4 nano microspheres suspension of pyrrole monomer and ferric chloride are added to the surface modification, after completion of the reaction, vacuum filtration, washing, drying, namely. The present invention has low cost, simple operation, the production equipment is cheap and easy to realize industrialized production, nano composite materials prepared by this method has strong magnetism and good conductivity, strong practicability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属纳米复合材料制备领域，特别是涉及。
技术介绍
铁氧体纳米粒子因其具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等物理效应，以及优异的磁性能在高科技领域有着广阔的应用前景。钴锌铁氧体 (Co1^xZnxFe2O4)是具有尖晶石型结构的软磁铁氧体材料，具有高电阻系数和高饱和磁化强度，是一种重要的磁性材料。尖晶石型C0xSvj^e2O4作为一种软磁性材料，在永磁材料、磁记录和磁性液体等方面有很大的应用前景。聚吡咯(PPY)具有较高的电导率，良好的环境稳定性和充放电性能，且易于合成、 成本低廉，是最具商业应用前景导电聚合物之一。使用导电聚合物和磁性无机纳米粒子制备电磁复合材料已经引起了人们的极大关注，其在电极材料、传感器等领域具有广阔的应用前景。目前国内外对电磁复合材料的研究已经取得了一定的进展。Rupali Gangopadhyay 等在 European Polymer Journal, 1999,35 1985 上报道了采用原位聚合法制备 ^203/ΡΡΥ纳米复合材料；郭洪范等在北京交通大学学报，2007，31 ] :38上报道了使用过硫酸铵作为引发剂制备 ^304/ΡΡΥ纳米复合材料的方法；Xiaofeng Lu等在Polymer Composite, 2009, 30 :597上报道了采用超声引发法制备 ^304/ΡΡΥ纳米复合材料。到目前为止，还未有关于COl_xaixFe204/PPY纳米复合材料的报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方法制备简单，成本低，易于实现工业化生产，制备所得COl_xaixFe204/PPY纳米复合材料具有良好的电性能和磁性能，应用前景广阔。—种钴锌铁氧体/聚吡咯纳米复合材料的制备方法，包括(1)钴锌铁氧体CcvxZnxFi52O4纳米微球的制备在室温下，将可溶性铁盐、钴盐、锌盐分散到浓度为98wt% 99. 5衬％的乙二醇水溶液中，室温机械搅拌30 50min使上述盐完全溶解，然后加入为乙二醇体积1/80 1/25的聚乙二醇，再加入无水乙酸钠，室温超声分散30 50min，形成混合均勻的反应液后升温至180 210°C，反应18 30h，最后冷却至室温，用磁铁收集所得产物，洗涤，干燥即得CcvxZnxFi52O4纳米微球粉体，其中ai2+、Co2+的摩尔数之和与狗3+的摩尔数之比为1 2， 铁盐、钴盐和锌盐之和与乙二醇水溶液的质量比为1 20 1 32;(2) Co1^xZnxFe2O4纳米微球的表面改性将表面活性剂十二烷基苯磺酸钠溶解于去离子水中，形成乳液，再加入上述 Co1^xZnxFe2O4纳米微球粉体，搅拌均勻，并超声分散，即得到经过表面改性的COl_xai/e204纳米微球悬浮液；(3) COl_xZnxFe204/PPY纳米复合材料的制备在400 600r/min机械搅拌下，将吡咯单体加入到上述表面改性的COhZnfe2O4 纳米微球悬浮液中，再加入引发剂氯化铁的去离子水溶液，在室温机械搅拌下，原位聚合反应8 15h，得悬浮液；然后将所述悬浮液减压抽滤，洗涤，干燥，即得到COl_xaixFe204/PPY纳米复合材料。所述步骤(1)中的可溶性铁盐、钴盐、锌盐为铁、钴、锌的氯化物、硝酸盐和硫酸盐，优先选择铁的氯化物FeCl3 · 6H20,钴的硝酸盐Co (NO3) 2 · 6H20,锌的硝酸盐 Zn (NO3) 2 · 6H20o所述步骤(1)中所加入聚乙二醇的平均分子量为200 1000。所述步骤(1)中加入的无水乙酸钠与!^3+的摩尔数之比为4 1 15 1。所述步骤(1)中所得CcvxSixFi52O4纳米微球的χ值为0. 2 0. 8。所述步骤(1)和O)中洗涤的条件为用去离子水、无水乙醇洗涤，干燥的条件为 70 110°C下真空干燥12 24h。所述步骤O)中COl_xaixFe204纳米微球粉体与十二烷基苯磺酸钠的质量比为 1 2 1 3. 5，十二烷基苯磺酸钠与去离子水的质量比为1 285 1 495。所述步骤O)中，搅拌均勻后，并通过超声分散，使得表面活性剂与COl_xaixFe204 纳米微球充分作用。所述步骤(3)中的引发剂氯化铁与吡咯单体的摩尔比为1 5 6 5。所述步骤(3)中所得COl_xZnxF%04/PPY纳米复合材料中PPY的含量为58 90wt%o本专利技术采用原位聚合法在CcvxZnxFi52O4纳米微球表面包覆PPY导电层，能够改善 PPY的电性能，可制备具有良好电磁性能的有机/无机纳米复合材料。有益效果1、本专利技术成本低，工艺操作简单，所需生产设备廉价易得，易于实现工业化生产。2、本专利技术所得的&νχΖηχ ^204/ΡΡΥ纳米复合材料具有较强的磁性能和很好的导电性，实用性强，应用前景广阔。3、本专利技术中可以通过调整COl_xaixFe204磁性纳米粉体的组成、聚合温度以及聚合时间了来制备不同的COl_xZn/e204/PY纳米复合材料。附图说明图1为CO(1.5Z%5Fe204/PPY纳米复合材料的X射线衍射图谱。图2为CO(1.5Zn(1.5Fi5204/PPY纳米复合材料的扫描电镜图。图3为Coa5Sitl. fe204/PPY纳米复合材料的磁滞回线图，插图=Coa5Zna5Fe52CVPY纳米复合材料磁性能测试照片。图4为COl_xZnxF%04/PY纳米复合材料的电导性能图。 具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1(1)称取1. 3518g六水合氯化铁、0. 3765g六水合硝酸钴、0. 3722g六水合硝酸锌， 加入到200ml烧杯中，再加入60ml乙二醇，室温机械搅拌35min。再加入1. 6415g无水乙酸钠、1. 5ml聚乙二醇200，超声分散30min，待完全溶解后，再将上述溶液倒入反应釜中，升温至180°C，反应30h。反应结束后，用磁铁收集产物，并用去离子水、无水乙醇洗涤产物，然后将产物在70°C条件下真空干燥Mh，得到C0a5SiaPe2O4纳米微球粉体；(2)将0.7018g十二烷基苯磺酸钠溶解于200ml去离子水中，形成乳液，加入 0. 2014g上述Coa5Zna5Fe2O4纳米微球粉体，搅拌均勻，并超声分散，使得表面活性剂与 Coa5Zna5Fe2O4纳米微球充分作用，即得到经过表面改性的Coa5Zna5Fe2O4纳米微球悬浮液；(3)将改性过的Cotl. 5Zn0.5Fe204纳米微球悬浮液转移至三口瓶中，在600r/min机械搅拌下加入0. 3ml吡咯单体，将0. 8243g引发剂无水氯化铁溶于20ml去离子水，机械搅拌下加入三口瓶中；在25°C机械搅拌下原位聚合反应他；将所得悬浮液抽滤，并用去离子水及无水乙醇洗涤，70°C条件下真空干燥Mh，即得到CO(1.5aia5i^204/PPY纳米复合材料。图1为本实施例所得C0a5Zna5Fe2CVPY纳米复合材料的X射线衍射图，可以看出属于本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种钴锌铁氧体／聚吡咯纳米复合材料的制备方法，包括：（１）在室温下，将可溶性铁盐、钴盐、锌盐分散到浓度为９８ｗｔ％～９９．５ｗｔ％的乙二醇水溶液中，室温机械搅拌３０～５０ｍｉｎ使上述盐完全溶解，然后加入为乙二醇体积１／８０～１／２５的聚乙二醇，再加入无水乙酸钠，室温超声分散３０～５０ｍｉｎ后升温至１８０～２１０℃，反应１８～３０ｈ，最后冷却至室温，用磁铁收集所得产物，洗涤，干燥即得钴锌铁氧体Ｃｏ１－ｘＺｎｘＦｅ２Ｏ４纳米微球粉体，其中Ｚｎ２＋、Ｃｏ２＋的摩尔数之和与Ｆｅ３＋的摩尔数之比为１∶２，铁盐、钴盐和锌盐之和与乙二醇水溶液的质量比为１∶２０～１∶３２；（２）将表面活性剂十二烷基苯磺酸钠溶解于去离子水中，形成乳液，再加入上述Ｃｏ１－ｘＺｎｘＦｅ２Ｏ４纳米微球粉体，搅拌均匀，并超声分散，即得到经过表面改性的Ｃｏ１－ｘＺｎｘＦｅ２Ｏ４纳米微球悬浮液；（３）在４００～６００ｒ／ｍｉｎ机械搅拌下，将吡咯单体加入到上述表面改性的Ｃｏ１－ｘＺｎｘＦｅ２Ｏ４纳米微球悬浮液中，再加入引发剂氯化铁的去离子水溶液，在室温机械搅拌下，原位聚合反应８～１５ｈ得悬浮液；然后将所述悬浮液减压抽滤，洗涤，干燥，即得钴锌铁氧体／聚吡咯纳米复合材料。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀刚，王刚，王宏志，张青红，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31