一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，包括：將氫氧化鈉溶液置于90-100℃水浴預(yù)熱，加入硫酸錳和三氯化鐵混合溶液，然后加入油酸，反應(yīng)1-3h，得到油溶性鐵酸錳；將上述油溶性鐵酸錳、苯乙烯、過氧化苯甲酰，超聲混勻，得到混合溶液，然后加入聚乙烯醇和去離子水中，在90℃條件下，反應(yīng)4-6h，洗滌，分離，干燥，即得立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和，得到的立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球分散均勻，穩(wěn)定，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鐵酸錳材料的制備領(lǐng)域，特別涉及一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵酸錳因其本身固有的物理、化學(xué)性質(zhì)，使其在催化劑、顏料及用作高頻變壓器、感應(yīng)器和記錄磁頭磁性材料等領(lǐng)域均有應(yīng)用，作為一種性能優(yōu)良的重要工業(yè)軟磁材料，廣泛應(yīng)用于電子、通訊和化工等行業(yè)。鐵酸錳有良好磁學(xué)性能，其包覆的聚苯乙烯材料可以應(yīng)用于疾病的體外檢測(cè)，具有重要的醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值。因而，研究探索不同反應(yīng)條件下油溶性鐵酸錳對(duì)聚苯乙烯的包覆具有重要的意義。
[0003]目前，鐵酸錳的制備主要方法有水熱合成法和溶膠-凝膠法。水熱合成法的成本較高、反應(yīng)需要在高壓釜中進(jìn)行，工藝較復(fù)雜。溶膠-凝膠法形成的凝膠前軀體很容易潮解，烘干后容易形成硬團(tuán)聚現(xiàn)象，干燥時(shí)收縮大。而采用水浴相轉(zhuǎn)化法合成的鐵酸錳粒徑可控、分散性好、產(chǎn)物純度高，對(duì)聚苯乙烯的包覆操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、成本低、效率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，該方法操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和，得到的顆粒分散均勻，穩(wěn)定，具有良好的應(yīng)用前景。
[0005]本發(fā)明的一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，包括:
[0006]( I)將氫氧化鈉溶液置于90-10(TC水浴預(yù)熱，加入硫酸錳和三氯化鐵混合溶液，然后加入油酸，反應(yīng)l_3h,得到油溶性鐵酸猛；
[0007](2)將上述油溶性鐵酸錳、苯乙烯(5%氫氧化鈉溶液洗滌)、過氧化苯甲酰，超聲混勻，得到混合溶液，然后加入聚乙烯醇和去離子水中，在90°C條件下，反應(yīng)4-6h，洗滌，分離，干燥，即得立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球，其中鐵酸錳與苯乙烯、過氧化苯甲酰的摩爾比為1:33.49:0.279-0.860，聚乙烯醇和苯乙烯的摩爾比為1:110.8。
[0008]所述步驟(I)中氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為12%_20%。
[0009]所述步驟(I)中混合溶液中硫酸錳和三氯化鐵的摩爾比為1: 2。
[0010]所述步驟(I)中混合溶液中硫酸錳濃度為0.126-0.254M，三氯化鐵濃度為
0.252-0.508M。
[0011]所述步驟(I)中硫酸錳與油酸的摩爾比為1:0.7-1.4 ;氫氧化鈉溶液和混合溶液的體積比為25-30:50。
[0012]所述步驟(I)中反應(yīng)溫度為95°C，時(shí)間為2h。
[0013]所述步驟(2)中混合溶液中鐵酸錳的濃度為0.029-0.045M。
[0014]所述步驟(2)中聚乙烯醇為質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%水溶液；聚乙烯醇和去離子水的體積比為1:7.5。所述步驟(2)中洗滌為乙醇洗滌3-5次；干燥溫度為60°C，干燥時(shí)間為l_5h。
[0015]有益效果[0016](I)本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和，實(shí)驗(yàn)原料價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)性好；
[0017](2)得到的立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球大小為2.0-4.5mm，分散均勻，穩(wěn)定，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是實(shí)施例1的工藝流程圖；
[0019]圖2是實(shí)施例1所得產(chǎn)物的X射線衍射圖；
[0020]圖3是實(shí)施例1所得產(chǎn)物的照片圖；
[0021 ]圖4是實(shí)施例2所得產(chǎn)物的照片圖；
[0022]圖5是實(shí)施例3所得產(chǎn)物的照片圖；
[0023]圖6是實(shí)施例4所得產(chǎn)物的照片圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0025]實(shí)施例1
[0026]1、取12g氫氧化鈉配置成IOOml溶液，取29.32ml加入到三口燒瓶中，加熱至95 0C ；
[0027]2、稱取1.69g (0.0lmol)硫酸錳和5.4g (0.02mol)三氯化鐵混合配置成50ml溶液，在充分的攪拌下用注射器緩慢加入三口燒瓶中；
[0028]3、加入2ml油酸，在水浴中陳化反應(yīng)2h，用乙醇洗滌數(shù)次后IOOOOrpm離心分離后
得到油溶性鐵酸錳。
[0029]4、取Ig上述油溶性鐵酸錳、16.91ml苯乙烯(5%氫氧化鈉溶液洗滌三遍)及0.3g過氧化苯甲酰超聲混合Ih待用。
[0030]5、取20ml聚乙烯醇加入三口燒瓶中，將上述鐵酸錳、苯乙烯及過氧化苯甲?；旌先芤恨D(zhuǎn)移至三口燒瓶中，最后用130ml去離子水沖洗后轉(zhuǎn)移至三口燒瓶。
[0031]6、啟動(dòng)攪拌并快速升溫至90°C，控制恒定轉(zhuǎn)速反應(yīng)4h，將產(chǎn)物用無水乙醇洗滌數(shù)次，磁分離后在60°C條件下干燥即得立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球。所拍照片表明，產(chǎn)物平均粒徑為3.8±0.7mm左右，分散比較均勻，而且?guī)缀鯖]有團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0032]實(shí)施例2
[0033]1、取12g氫氧化鈉配置成IOOml溶液，取29.32ml加入到三口燒瓶中，加熱至95 0C ；
[0034]2、稱取1.69g (0.0lmol)硫酸錳和5.4g (0.02mol)三氯化鐵混合配置成50ml溶液，在充分的攪拌下用注射器緩慢加入三口燒瓶中；
[0035]3、加入3ml油酸，在水浴中陳化反應(yīng)2h，用乙醇洗滌數(shù)次后IOOOOrpm離心分離后
得到油溶性鐵酸錳。
[0036]4、取Ig上述油溶性鐵酸錳、16.91ml苯乙烯(5%氫氧化鈉溶液洗滌三遍)及0.5g過氧化苯甲酰超聲混合Ih待用。
[0037]5、取20ml聚乙烯醇加入三口燒瓶中，將上述鐵酸錳、苯乙烯及過氧化苯甲?；旌先芤恨D(zhuǎn)移至三口燒瓶中，最后用130ml去離子水沖洗后轉(zhuǎn)移至三口燒瓶。
[0038]6、啟動(dòng)攪拌并快速升溫至90°C，控制恒定轉(zhuǎn)速反應(yīng)4h，將產(chǎn)物用無水乙醇洗滌數(shù)次，磁分離后在60°C條件下干燥即得立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球。所拍照片表明，產(chǎn)物平均粒徑為3.2 ± 0.5mm左右，分散比較均勻，而且?guī)缀鯖]有團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0039]實(shí)施例3
[0040]1、取12g氫氧化鈉配置成IOOml溶液，取29.32ml加入到三口燒瓶中，加熱至95 0C ；
[0041]2、稱取2.54g (0.015mol)硫酸錳和8.1g (0.03mol)三氯化鐵混合配置成50ml溶液，在充分的攪拌下用注射器緩慢加入三口燒瓶中；
[0042]3、加入3ml油酸，在水浴中陳化反應(yīng)2h，用乙醇洗滌數(shù)次后IOOOOrpm離心分離后
得到油溶性鐵酸錳。
[0043]4、取Ig上述油溶性鐵酸錳、16.91ml苯乙烯(5%氫氧化鈉溶液洗滌三遍)及0.7g過氧化苯甲酰超聲混合Ih待用。
[0044]5、取20ml聚乙烯醇加入三口燒瓶中，將上述鐵酸錳、苯乙烯及過氧化苯甲?；旌先芤恨D(zhuǎn)移至三口燒瓶中，最后用130ml去離子水沖洗后轉(zhuǎn)移至三口燒瓶。
[0045]6、啟動(dòng)攪拌并快速升溫至90°C，控制恒定轉(zhuǎn)速反應(yīng)4h，將產(chǎn)物用無水乙醇洗滌數(shù)次，磁分離后在60°C條件下干燥即得立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球。所拍照片表明，圓形微球平均粒徑為3.5±1.5mm左右，橢球形微球長(zhǎng)度平均為7.4±1.5mm,寬度平均為2.9±0.3mm分散比較均勻，而且?guī)缀鯖]有團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0046]實(shí)施例4
[0047]1、取12g氫氧化鈉配置成IOOml溶液，取29.32ml加入到三口燒瓶中，加熱至95 0C ；
[0048]2、稱取2.54g (0.0lmol)硫酸錳和8.1g (0.02mol)三氯化鐵混合配置成50ml溶液，在充分的攪拌下用注射器緩慢加入三口燒瓶中；
[0049]3、加入3ml油酸，在水浴中陳化反應(yīng)2h，用乙醇洗滌數(shù)次后IOOOOrpm離心分離后
得到油溶性鐵酸錳。
[0050]4、取Ig上述油溶性鐵酸錳、16.91ml苯乙烯(5%氫氧化鈉溶液洗滌三遍)及0.9g過氧化苯甲酰超聲混合Ih待用。
[0051]5、取20ml聚乙烯醇加入三口燒瓶中，將上述鐵酸錳、苯乙烯及過氧化苯甲酰混合溶液轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中，最后用130ml去離子水沖洗后轉(zhuǎn)移至三口燒瓶。
[0052]6、啟動(dòng)攪拌并快速升溫至90°C，控制恒定轉(zhuǎn)速反應(yīng)4h，將產(chǎn)物用無水乙醇洗滌數(shù)次，磁分離后在60°C條件下干燥即得立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球。所拍照片表明，產(chǎn)物平均粒徑為3.3 ± 1.2mm左右，分散比較均勻，而且?guī)缀鯖]有團(tuán)聚現(xiàn)象。
【權(quán)利要求】
1.一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，包括: (1)將氫氧化鈉溶液置于90-100°C水浴預(yù)熱,加入硫酸錳和三氯化鐵混合溶液,然后加入油酸，反應(yīng)l_3h,得到油溶性鐵酸猛； (2)將上述油溶性鐵酸錳、苯乙烯、過氧化苯甲酰，超聲混勻，得到混合溶液，然后加入聚乙烯醇和去離子水中，在90°C條件下，反應(yīng)4-6h，洗滌，分離，干燥，即得立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球，其中鐵酸錳與苯乙烯、過氧化苯甲酰的摩爾比為1:33.49:0.279-0.860 ;聚乙烯醇和苯乙烯的摩爾比為1:110.8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為12%-20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中混合溶液中硫酸錳和三氯化鐵的摩爾比為1:2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中混合溶液中硫酸錳濃度為0.126-0.254M，三氯化鐵濃度為0.252-0.508M。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中硫酸錳與油酸的摩爾比為1:0.7-1.4 ;氫氧化鈉溶液和混合溶液的體積比為25-30:50。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中反應(yīng)溫度為95°C，時(shí)間為2h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中混合溶液中鐵酸錳的濃度為0.029-0.045M。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中聚乙烯醇為質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%水溶液；聚乙烯醇和去離子水的體積比為1:7.5。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立方晶型鐵酸錳復(fù)合微球的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中洗滌為乙醇洗滌3-5次；干燥溫度為60°C，干燥時(shí)間為l_5h。
【文檔編號(hào)】B01J13/02GK103752238SQ201410021103
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】周興平, 薛精誠(chéng), 雷靜雯, 吳瑛 申請(qǐng)人:東華大學(xué), 周興平