專利名稱：鐵基復(fù)合氧化物Ca₂Fe₂O₅的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工材料領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體鐵基復(fù)合氧化物Cafe2O5的制備方法。
背景技術(shù)：
早在1957年，Bertaut等發(fā)現(xiàn)了 CaJe2O5，它是一種氧缺陷鈣鈦礦型氧化物，又叫鈣鐵石型氧化物。它是由一層[Fe06]和一層[Fe04]交替構(gòu)成。自從發(fā)現(xiàn)鈣鐵石后， 許多專家和學(xué)者關(guān)注起它，一方面探索其新的制備工藝路徑；另一方面開發(fā)和研究其獨(dú)特的性能，以便于日常生產(chǎn)的使用。最早制備鈣鐵石的方法是固相反應(yīng)法，在隨后幾十年內(nèi)，人們還在繼續(xù)使用這種方法，并且進(jìn)行改進(jìn)。在固相反應(yīng)中最為常用，最為成功的工藝是=CaCO3(99. 95 % ), Fe2O3(99. 998% )按化學(xué)計(jì)量比混合，研磨40min后在空氣中 IOOO0C (950°C)燒結(jié)M小時(shí)，冷卻至室溫，研磨，再在1200°C (1180°C )燒結(jié)M小時(shí)，便可得到單相CaJe2O5。在發(fā)展固相反應(yīng)發(fā)的同時(shí)，人們還進(jìn)行了其他工藝的探索-液相法，如檸檬酸-紅外輻射法、檸檬酸法等，但這類方法工藝過程復(fù)雜，產(chǎn)率低，使得使用受限，所以固相法一直是人們研究的重點(diǎn)。高能球磨技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了固相反應(yīng)法得到迅速應(yīng)用，減少固相反應(yīng)工藝時(shí)間，簡化工藝過程，降低反應(yīng)能耗。如一些專家學(xué)者以有機(jī)物(草酸鹽，檸檬酸鹽) 為原料采用高能球磨法制備 Ca2Fe2O5(V. Berbenni，A. Marini，G. Bruni，C. Milanese. Solid state formation of calcium ferrites from thermal decomposition of mixtures Ca 3 (C6H5O7) 2. 4H20-Fe2 (C2O4) 3. 6H20. The role of mechanical activation on the mechanism of the thermal decomposition and the temperature of the ferrites formation[J] J. Anal. App 1. Pyrolysis, 2008,82 :255-259)。以有機(jī)物為原料相對成本較高，不符合當(dāng)前國際社會節(jié)能減排的需要，亟待技術(shù)改進(jìn)與提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的在于提供一種成本較低、操作簡單，以CaC03、Fe203為原料，高能球磨機(jī)械活性化，低溫?zé)Y(jié)的鐵基復(fù)合氧化物Cii2Fe52O5的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是1)首先，將粉末狀的CaCO3和狗203按照2 1的質(zhì)量比混合均勻；2)將混合粉末在以大于1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速研磨3-10h后過60目篩，經(jīng)50°C烘干得到機(jī)械活性粉末；3)采用含水量為3%的酒精為球磨介質(zhì)，將機(jī)械活性粉末加入球磨機(jī)中，按機(jī)械活性粉末磨球酒精=151的質(zhì)量比球磨；4)將混合粉于箱式高溫爐中煅燒，以10°C /min的升溫速率自室溫升溫至500°C， 再以5°C /min升溫速率自500°C升溫至600-1000°C燒結(jié)M小時(shí)。所述的CaCO3 和 Fii2O3 的純度> 99%。
本發(fā)明利用高能球磨漸進(jìn)式的加熱原理，一方面使得部分CaCO3分解得到CaO，另一方面由于少量水分的存在使得生成的CaO可轉(zhuǎn)化為Ca(OH)2，這種CaCO3、CaO、Ca(OH)2混合體系利于得到純的Cafe2O515同時(shí)高能球磨后得到混合粉末，不僅粒度小，而且這些粉末具有獨(dú)特的電化學(xué)性能和高的活化能。通過球磨時(shí)間、燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間的調(diào)整，能使材料在較低的溫度下合成顆粒尺寸不同，結(jié)構(gòu)不同顏色各異的Cafe2O51

圖1是本發(fā)明不同球磨時(shí)間在800°C下煅燒得到的復(fù)合氧化物XRD分析圖，其中縱坐標(biāo)為強(qiáng)度，為橫坐標(biāo)衍射角度數(shù)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1 :1)首先，將純度> 99%粉末狀的CaCO3和Fii2O3按照2 1的質(zhì)量比混合均勻；2)將混合粉末在以大于1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速研磨3h后過60目篩，經(jīng)50°C烘干得到機(jī)械活性粉末；3)采用含水量為3%的酒精為球磨介質(zhì)，將機(jī)械活性粉末加入球磨機(jī)中，按機(jī)械活性粉末磨球酒精=151的質(zhì)量比球磨；4)將混合粉于箱式高溫爐中煅燒，以10°C /min的升溫速率自室溫升溫至500°C， 再以5°C /min升溫速率自500°C升溫至800°C燒結(jié)M小時(shí)。實(shí)施例2 本實(shí)施例中步驟2)的研磨時(shí)間為5h，步驟4)的燒結(jié)溫度為600°C，其它步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例3 本實(shí)施例中步驟2)的研磨時(shí)間為8h，步驟4)的燒結(jié)溫度為900°C，其它步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例4 本實(shí)施例中步驟2)的研磨時(shí)間為10h，步驟4)的燒結(jié)溫度為1000°C， 其它步驟同實(shí)施例1。參見圖1，由圖可以看出，隨著球磨時(shí)間的加長，合成Ca2Fe2O5的量增加。當(dāng)球磨時(shí)間增加到池時(shí)，得到純的鈣鐵石型CaJe2O5t5然而時(shí)間過長( > 池)CaFe2O4相增加。
權(quán)利要求
1.一種鐵基復(fù)合氧化物Cii2Fe52O5的制備方法，其特征在于1)首先，將粉末狀的CaCO3和F^O3按照2 1的質(zhì)量比混合均勻；2)將混合粉末在以大于1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速研磨3-10h后過60目篩，經(jīng)50°C烘干得到機(jī)械活性粉末；3)采用含水量為3%的酒精為球磨介質(zhì)，將機(jī)械活性粉末加入球磨機(jī)中，按機(jī)械活性粉末磨球酒精=1:5:1的質(zhì)量比球磨；4)將混合粉于箱式高溫爐中煅燒，以10°C/min的升溫速率自室溫升溫至500°C，再以 50C /min升溫速率自500°C升溫至600-1000°C燒結(jié)M小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵基復(fù)合氧化物Cafe2O5的制備方法，其特征在于所述的 CaCO3 和 Fe2O3 的純度 > 99%。
全文摘要
一種鐵基復(fù)合氧化物Ca2Fe2O5的制備方法，將粉末狀的CaCO3和Fe2O3混合均勻；將混合粉末在以大于1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速研磨3-10h后過60目篩，經(jīng)50℃烘干得到機(jī)械活性粉末；采用含水量為3％的酒精為球磨介質(zhì)，將機(jī)械活性粉末加入球磨機(jī)中球磨；將混合粉于箱式高溫爐中煅燒，以10℃/min的升溫速率自室溫升溫至500℃，再以5℃/min升溫速率自500℃升溫至600-1000℃燒結(jié)24小時(shí)。本發(fā)明利用高能球磨漸進(jìn)式的加熱原理，一方面使得部分CaCO3分解得到CaO，另一方面由于少量水分的存在使得生成的CaO可轉(zhuǎn)化為Ca(OH)2，這種CaCO3、CaO、Ca(OH)2混合體系利于得到純的Ca2Fe2O5。
文檔編號C01G49/06GK102173463SQ20111006082
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者朱建鋒, 楊海波, 林營, 王芬, 趙春 申請人:陜西科技大學(xué)