本发明适用于新材料领域,提供了一种磁性粉体,该磁性粉体化学式为Na
1.一种化学式为Na_xWO₃的磁性粉体制备方法,其中x选自0.10~0.49,包括如下步骤:配制含钨酸钠、硫酸钠和柠檬酸的混合溶液,调整所述混合溶液pH值为0.5~7.0;在水热釜中,将体系温度调整至160~240°C反应4-72小时,固液分离、干燥处理,得到所述磁性粉体,其中,所述钨酸钠的浓度为1~45g/100mL,所述硫酸钠的浓度为1~40g/100mL,所述柠檬酸浓度为1~25g/100mL,所述钨酸钠与硫酸钠质量比为0.5~2.5:1,所述钨酸钠与柠檬酸的质量比为0.5~2.5:1。
2.如权利要求1所述的磁性粉体制备方法,其特征在于,调整所述混合溶液的pH值为0.8~2.0,在水热釜中,将体系温度调整至180~220°C。技术领域
本发明属于新材料领域,尤其涉及一种磁性粉体、其制备方法和应用。
背景技术
国务院发布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中,明确了重点发展的七大战略性新兴产业,其中节能环保被列首位,凸显了“发展节能环保产业”的国家战略地位。“十二五”国家战略性新兴产业发展规划将发展绿色建筑、推广绿色建筑材料列为国家产业重点发展方向。在我国,社会总能耗的近1/3是建筑能耗,建筑节能已经成为节能环保产业发展的最重要领域。大力发展节能省地型建筑,推行新建住宅和公共建筑节能50%的设计标准,积极推动既有建筑的节能改造,是实现建筑节能的主要途径。我国97%既有建筑属高能耗建筑,意味着我国的建筑节能事业任重而道远。在2011年7月19日举行的国家应对气候变化及节能减排工作领导小组会议上,温家宝总理在谈及推进重点领域节能减排时强调,建筑节能要合理改造已有建筑,大力发展绿色建筑。综上所述,对已有建筑的节能改造已经成为我国节能环保产业发展的重点。窗户的节能问题是建筑节能中首先必须考虑的问题。在建筑的四大围护部件中(门窗、墙体、屋面及地面),门窗的隔热保温性能最差,是影响室内热环境和建筑节能的主要因素之一,就我国目前典型的围护部件而言,门窗的能耗约为墙体的4倍、屋面的5倍、地面的20多倍,约占建筑围护结构能耗的50%以上。其中,通过窗玻璃的热交换在夏天和冬天分别占到总能量交换的71%和48%,是外围结构中最突出的部位。因此,改善窗口玻璃性能,降低因窗玻璃导致的能耗是实现建筑节能的关键。钨青铜是透明导电氧化物的一种,可有效遮蔽太阳红外辐射。与ITO、ATO等传统材料相比,可更加有效的阻隔700-1500nm波段内的太阳红外辐射,而此波段内的太阳辐射能占据了太阳红外辐射能的80%以上,因此,钨青铜材料可在保持高可见透过率前提下进一步降低遮阳系数,更加有利于窗玻璃节能,适合多日照地区。而我国大部分地区,尤其是经济发达的东南沿海地区,均属多日照地区,并且我国是产钨大国,钨资源储量520万吨,占世界总储量的65%,产量及出口量均居世界第一。因此,钨青铜材料的开发,不仅助力我国的节能环保事业,同时也可赋予我国金属钨资源高产业附加值。传统上制备钠钨青铜的方法通常需要较高的反应温度和苛刻的反应条件,譬如,常用的高温还原方法为获得还原气氛通常选择氮氢混合气。近来,通过低温软化学法合成钾钨青铜、铯钨青铜等粒子的研究已有报道,例如研究报道指出,可以通过在前驱液中加入还原剂硼氢化钠以及后续的氮气气氛高温退火,得到钠钨青铜粉体。然而,该方法需要较高的反应温度,且得到的粉体粒径较大、团聚明显。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种磁性粉体,解决现有的磁性粉体遮阳效果不好,粉体间粒径差距大的技术问题。本发明是这样实现的,一种磁性粉体,其化学式为Na_xWO₃,其中x选自0.10~0.49。以及,上述磁性粉体制备方法,包括如下步骤:配制含钨酸钠、硫酸钠和柠檬酸的混合溶液,调整所述混合溶液pH值为0.5~7.0;在水热釜中,将体系温度调整至160~240°C反应4-72小时,得到所述磁性粉体。本发明磁性粉体,其平均粒径范围在10~300nm之间,本发明磁性粉体制备方法,通过钨酸钠、硫酸钠和柠檬酸在水相条件下反应,通过选择特定的反应条件,实现其合成条件温和,方法廉价、高效,生产成本低,所制备出的粉体平均粒径小(10~300nm),形貌均一,结晶质量高,分散性好。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的磁性粉体粒径分布图;图2为本发明实施例3制备的磁性粉体分布图;图3为本发明实施例8制备的磁性粉体电子显微镜扫描的电镜照片;图4为本发明实施例17制备的磁性粉体电子显微镜扫描的电镜照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。本发明实施例提供一种磁性粉体,该磁性粉体的化学式为:Na_xWO₃,其中x选自0.10~0.49。该粉体的平均粒径为10~300nm。本发明实施例磁性粉体,其粒径分布均匀,差距较小,通过钠离子与钨离子及其重量比例上的调整,保持高可见光透过率的前提下,极大降低太阳红外辐射的通透,具有良好的遮阳效果。本发明实施例进一步提供上述磁性粉体制备方法,包括如下步骤:步骤S01,配制原料:配制含钨酸钠、硫酸钠和柠檬酸的混合溶液,调整所述混合溶液pH值为0.5~7.0;步骤S02,反应:在水热釜中,将体系温度调整至160~240°C反应4-72小时,得到所述磁性粉体。步骤S01中,该混合溶液中包括三种溶质:钨酸钠、硫酸钠及柠檬酸,其溶剂为水。该混合溶液中,钨酸钠的浓度为1~45g/100ml,硫酸钠的浓度为1~40g/100ml,柠檬酸浓度为1~25g/100ml,其中,该钨酸钠与硫酸钠质量比为0.5~2.5:1,该钨酸钠与柠檬酸的质量比为0.5~2.5:1。调整混合溶液时使用的pH调节剂为盐酸、硫酸、硝酸、氢氧化钠等,优选为盐酸。将混合溶液的pH值调整至0.5~7.0,优选为0.8~2.0。步骤S02中,在水热釜中,将步骤S01得到的混合溶液的温度调整至160~240°C,优选为180~220°C,在上述条件下反应4-72小时,优选8~24小时。反应完成后,将反应后溶液过滤,收集沉淀,然后将沉淀水洗、醇洗、离心、真空或亚真空干燥,得到磁性粉体。本发明实施例制备得到的磁性粉体,通过钨酸钠、硫酸钠和柠檬酸在水相条件下反应,通过选择特定的反应条件,实现其合成条件温和,方法廉价、高效,生产成本低,所制备出的粉体平均粒径小(10~300nm),形貌均一,结晶质量高,分散性好。本发明实施例进一步提供上述磁性粉体在玻璃、隔热涂料或贴膜中的应用。以下结合具体实施例对上述磁性粉体制备方法进行详细阐述。实施例1本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将6g钨酸钠、1g硫酸钠、1g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至0.5;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在160°C条件下反应72h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.10WO₃,平均粒径为10nm。参阅图1,图1显示本发明实施例1制备的磁性粉体的粒径分布图,从图1中可以看出,本发明实施例1制备的磁性粉体粒径主要分布于5-40nm之间。实施例2本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将1g钨酸钠、1.4g硫酸钠、1.5g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至2.5;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在180°C条件下反应24h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.30WO₃,平均粒径为35nm。实施例3本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将10g钨酸钠、20g硫酸钠、7g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至3.3;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在190°C条件下反应18h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.39WO₃,平均粒径为55nm。参阅图2,图2显示本发明实施例3制备的磁性粉体的粒径分布图,从图2中可以看出,本发明实施例1制备的磁性粉体粒径主要分布于10-100nm左右。实施例4本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将33g钨酸钠、17g硫酸钠、15g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至0.8;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在160°C条件下反应3d(天);(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.49WO₃,平均粒径为77nm。实施例5本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将12g钨酸钠、11g硫酸钠、13g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至5.5;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在240°C条件下反应4h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.33WO₃,平均粒径为95nm。实施例6本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将16g钨酸钠、20g硫酸钠、19g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至7;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在160°C条件下反应18h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.28WO₃,平均粒径为120nm。实施例7本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将12g钨酸钠、29g硫酸钠、25g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至0.5;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在180°C条件下反应24h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.43WO₃,平均粒径为140nm。实施例8本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将12g钨酸钠、40g硫酸钠、6g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至2.5;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在200°C条件下反应48h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.18WO₃,平均粒径为180nm。参阅图3,图3显示本发明实施例8所制备的磁性粉体的电子显微镜扫描照片,从该照片中可以看出,本发明实施例所制备的磁性粉体历经比较均一,没有发生团聚现象,分散性好,结晶质量高。实施例9本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将24g钨酸钠、13g硫酸钠、13g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至7;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在180°C条件下反应48h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.38WO₃,平均粒径为210nm。实施例10本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将24g钨酸钠、11g硫酸钠、19g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至0.8;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在200°C条件下反应72h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.26WO₃,平均粒径为257nm。实施例11本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将24g钨酸钠、20g硫酸钠、25g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至2.5;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在220°C条件下反应4h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.18WO₃,平均粒径为300nm。实施例12本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将24g钨酸钠、29g硫酸钠、5g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至4.0;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在240°C条件下反应18h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.35WO₃,平均粒径为213nm。实施例13本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将24g钨酸钠、40g硫酸钠、7g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至5.5;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在160°C条件下反应24h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.44WO₃,平均粒径为27nm。实施例14本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将33g钨酸钠、1g硫酸钠、19g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至2.5;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在240°C条件下反应24h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.45WO₃,平均粒径为130nm。实施例15本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将33g钨酸钠、11g硫酸钠、25g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至4.0;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在160°C条件下反应48h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.27WO₃,平均粒径为50nm。实施例16本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将33g钨酸钠、20g硫酸钠、17g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至5.5;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在180°C条件下反应72h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.36WO₃,平均粒径为180nm。实施例17本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将33g钨酸钠、40g硫酸钠、13g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至0.5;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在220°C条件下反应24h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.10WO₃,平均粒径为131nm。请参与图4,图4显示本发明实施例17所制备的磁性粉体的电子显微镜扫描照片,从该照片中可以看出,本发明实施例所制备的磁性粉体历经比较均一,没有发生团聚现象,分散性好,结晶质量高。实施例18本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将33g钨酸钠、29g硫酸钠,7g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至7.0;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在200°C条件下反应4h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.35WO₃,平均粒径为77nm。实施例19本发明实施例磁性粉体制备方法,依次包括如下步骤:(1)将45g钨酸钠、11g硫酸钠、25g柠檬酸溶于100ml去离子水,加入HCl,调节pH至2.5;(2)将上述前驱液转移至120ml水热釜中,在180°C条件下反应24h;(3)自然冷却后,得到含蓝色沉淀的液体。通过离心将蓝色沉淀与液体分离,然后采用水洗、乙醇洗各两次。最后将蓝色沉淀在真空干燥箱中真空干燥,得到天蓝色粉末。经测试,所得天蓝色粉末成分为Na_0.28WO₃,平均粒径为215nm。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。