鋰取代錳系鐵氧體的合成及前驅體熱分解動力學研究

主要內容1.選題背景2.課題內容3.合成路線4.產品的表征5.創新與展望1.選題背景鐵氧體是一類重要的合成磁性氧化物，它有幾種不同的晶體結構。在這些結構中，尖晶石型是一種最重要的結構。尖晶石型鐵氧體已被廣泛用于鐵磁流體、磁藥傳送、熱療、磁高密度信息貯存、催化劑、能量貯存和氣體傳感器。為了進一步改善鐵氧體的電磁性能，研究表明，除了合理的主成分配方外，還與所添加的雜質元素有密切的關系。鋰離子正成為改善鐵氧體電磁性能有前途的添加劑,但目前鋰取代鐵氧體的品種不同，同時現有的制備工藝仍有待進一步完善或創新。目前，還未見用草酸鹽前驅體熱分解法合成摻鋰的錳系鐵氧體的報道。因此，值得用該法開展合成研究。

1.選題背景2.課題內容課題主要內容包括：以Li2C2O4、FeC2O4·2H2O、MnC2O4·2H2O、ZnC2O4·2H2O、CuC2O4·2H2O、NiC2O4·2H2O為原料，合成3種鋰取代的錳系鐵氧體（每人負責一種）：①Li0.5xMn0.4Zn0.6-xFe2+0.5xO4(0.0≤x≤0.4);②Li0.5xMn0.4Ni0.6-xFe2+0.5xO4(0.0≤x≤0.4);③Li0.5xMn0.4Cu0.6-xFe2+0.5xO4(0.0≤x≤0.4)，考察組成、研磨時間、煅燒溫度、煅燒時間等因素對產品晶相、粒徑及磁性能的影響。采用熱重（TG）技術研究鐵氧體前驅體熱分解動力學，確定熱分解過程的動力學參數和機理。研缽研磨前驅體Li0.5xMn0.4Zn0.6-xFe2+0.5xO4(0.0≤x≤0.4)或Li0.5xMn0.4Ni0.6-xFe2+0.5xO4(0.0≤x≤0.4)或Li0.5xMn0.4Cu0.6-xFe2+0.5xO4(0.0≤x≤0.4)

不同溫度煅燒MnC2O4·2H2O

Li2C2O4

FeC2O4·2H2O

ZnC2O4·2H2O或CuC2O4·2H2O或NiC2O4·2H2O

2.13.合成路線FeSO4溶液MnSO4溶液ZnSO4溶液或CuSO4溶液或NiSO4溶液加熱至80℃

Na2C2O4溶液攪拌①靜置至室溫

②過濾70℃烘干LiOH?H2O、

H2C2O4?2H2O

蒸發皿

①蒸餾水30mL

②水熱加熱至蒸干100oC下烘干

（3）SEM分析通過SEM技術，可以看出煅燒產物的形貌及晶粒大小。（4）VSM分析使用VSM技術得到煅燒產物的磁滯回線圖，從而得到鐵酸鹽的比飽和磁化強度。4.產品的表征5.創新與展望

由于鐵氧體磁性納米材料是一類具有廣泛用途的新型功能材料，目前國內外已通過多種方法合成多種復合型的鐵酸鹽納米材料。但目前還未見用草酸鹽前驅體熱分解法合成摻鋰的錳系鐵氧體的報道，所以本課題的目的在于研究采用工藝較簡單易行的新方法合成顆粒一致性好、性能穩定的軟磁材料，并對合成反應過程運用動力學參數進行量化分析，探索