專利名稱：埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種復(fù)合型磁性流體及其制備方法。
背景技術(shù)：
埃洛石是一種天然鋁硅酸鹽粘土礦物，化學(xué)式為Al4[Si401(l] (OH)8 · ηΗ20，屬于 I I型二八面體的層狀硅酸鹽，具有天然的管狀結(jié)構(gòu)，管內(nèi)徑6 50nm，外徑約為30 lOOnm，管長O. 5 3 μ m。天然埃洛石除具有納米級的中空管狀結(jié)構(gòu)，高比表面積，優(yōu)良的化學(xué)性質(zhì)之外，還具有較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，內(nèi)表面極性以及高的吸附性，對陽離子、極性分子等具有較強(qiáng)的吸附能力。更重要的是天然埃洛石資源豐富成本極低，可在某些領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。埃洛石通過表面處理后可以用作藥物載體，來實(shí)現(xiàn)靶向給藥治療，還可以在埃洛石的表面或內(nèi)腔沉積上金屬粒子或者金屬氧化物制備納米復(fù)合物，從而實(shí)現(xiàn)其作為載體或模版的功能。在催化材料、功能材料等領(lǐng)域有廣泛研究。磁性流體是一種具有超順磁性特性的膠體材料，它既有固體磁性材料的磁性，又有液體的流動(dòng)性質(zhì)。主要制備方法是在母液中加入包有表面活性劑的磁性微粒子，使其構(gòu)成穩(wěn)定的膠體體系。根據(jù)磁性粒子的不同，相繼出現(xiàn)了金屬型磁流體、離子型磁流體、氮化鐵磁流體等。金屬氧化物主要以Fe3O4磁流體為例具有不易被氧化，耐高溫，工藝簡單，成本低，容易得到粒徑較小的粒子等優(yōu)點(diǎn)。但由于磁性較弱，為了得到大的磁性作用，必須用大徑粒子，提高外部磁場或提高離子濃度。但大粒徑粒子和提高外部磁場會(huì)出現(xiàn)磁聚集現(xiàn)象，僅通過表面活性劑及熱運(yùn)動(dòng)很難使其分散。結(jié)果導(dǎo)致粒子在溶液中發(fā)生沉淀而引起相分離，從而使得磁性降低或完全喪失。提高外部磁場需要消耗大量的能量，并不適用。所以只能通過減小顆粒尺寸，提高粒子濃度改善磁性流體的磁特性。中國專利CN1365124提供了一種制備鐵氧體磁性液體的方法，但利用該方法制備出的粒子尺寸不均勻及磁凝聚現(xiàn)象。僅通過表面活性劑及熱運(yùn)動(dòng)很難使其分散，結(jié)果粒子在溶劑中發(fā)生沉淀而引起相分離， 導(dǎo)致磁特性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用埃洛石比表面積大以及表面極易吸附陰、陽粒子的優(yōu)點(diǎn)，將埃洛石表面負(fù)載納米四氧化三鐵粒子，通過油酸和十二烷基苯磺酸鈉的表面化學(xué)改性，提供一種優(yōu)良的鐵磁性流體及其制造方法。由于埃洛石納米管的引入， 一方面可降低四氧化三鐵納米顆粒尺寸，同時(shí)對提高磁性流體中的粒子濃度、分散性和防止粒子團(tuán)聚、聚沉等起到顯著作用。本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)通過部分還原共沉淀反應(yīng)，以三氯化鐵和亞硫酸鹽為原料，在天然埃洛石納米管的內(nèi)外負(fù)載5-30nm的四氧化三鐵顆粒。因兩端開口的埃洛石管內(nèi)外均充滿鐵鹽水溶液，在加熱條件下，四氧化三鐵的前驅(qū)體在埃洛石管內(nèi)外成核，進(jìn)而原位生成四氧化三鐵納米顆粒，并且由于納米管內(nèi)環(huán)境限制，避免了四氧化三鐵納米顆粒的進(jìn)一步長大，形成埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵納米復(fù)合材料。按順序?qū)⒂退岷褪榛交撬徕c加入復(fù)合材料中， 洗滌，分散后得到埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵納米復(fù)合型磁流體。埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體的制備方法具體步驟如下(I)配制的三價(jià)鐵鹽水溶液和亞硫酸鹽的水溶液；(2)向三價(jià)鐵鹽水溶液中加入埃洛石納米管進(jìn)行分散和浸潰；(3)在攪拌和惰性氣體保護(hù)的條件下進(jìn)行反應(yīng)，向三價(jià)鐵鹽水溶液中滴加亞硫酸鹽水溶液，并利用堿液調(diào)節(jié)混合后的溶液pH值為8 9 ;(4)將上述溶液反應(yīng)體系進(jìn)行磁分離去除尚未反應(yīng)的離子，用酸液調(diào)節(jié)溶液pH為 5 7后，加入油酸，待分散均勻后，再加入十二烷基苯磺酸鈉，繼續(xù)分散；(5)將分散好的溶液進(jìn)行洗滌以除去過量的油酸及十二烷基苯磺酸鈉，離心分離后去掉上清液和底部顆粒，中間懸浮液即為埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體。在使用埃洛石原料之前，可將埃洛石原料進(jìn)行提純，具體方案可見中國發(fā)明專利申請“儲氫材料埃洛石及其制備方法”(申請?zhí)枮?00710054559. 2、申請日為2007年6月 12日、公開號為CN101070163A
公開日為2007年11月14日)所述步驟(I)中的三價(jià)鐵鹽為六水合三氯化鐵,其水溶液的摩爾濃度為O. 06 Imol -T1 ;亞硫酸鹽溶液為亞硫酸鈉的水溶液，其摩爾濃度為O. 01 O. 16mol -T1 ;所述步驟(3)中的堿液為氨水；所述步驟(4)中的酸液為鹽酸所述步驟(2)中進(jìn)行分散和浸潰的工藝為先進(jìn)行機(jī)械攪拌20_30min、再真空條件下浸潰至少24小時(shí)，最后超聲分散30-50min，其中浸潰時(shí)間優(yōu)選24-30小時(shí)。所述步驟(3)中，選用的惰性氣體為氮?dú)饣蛘吆鈿鍤?，反?yīng)溫度為50_65°C,反應(yīng)時(shí)間至少30min，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲分散；所述反應(yīng)溫度優(yōu)選60°C，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選 30_40mino所述步驟(4)中，進(jìn)行分散是溫度為50-80°C，優(yōu)選溫度為70°C ;選用機(jī)械攪拌進(jìn)行分散，時(shí)間為30 60min。所述步驟(5)中，離心轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選為800-1000轉(zhuǎn)/分鐘，更加優(yōu)選800轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種利用埃洛石納米管結(jié)構(gòu)負(fù)載四氧化三鐵來制備納米復(fù)合型磁流體及其方法，利用埃洛石納米管的兩端開口，溶液能完全填充浸滿、且內(nèi)表面容易吸附極性離子的性質(zhì)，在水浴反應(yīng)過程中，含鐵離子在埃洛石管內(nèi)成核，進(jìn)而原位生成四氧化三鐵/埃洛石納米復(fù)合材料；此方法生產(chǎn)工藝簡單，安全，成本低，無污染，易于控制；以埃洛石作為載體，其比表面積較大，可以防止四氧化三鐵納米顆粒發(fā)生團(tuán)聚(如附圖 I所示)。附圖2為納米Fe3O4粒子(C)，F(xiàn)e304/HNTs復(fù)合材料(B)和精制后埃洛石樣品(A) 的XRD譜圖，樣品C與Fe3O4標(biāo)準(zhǔn)衍射譜(CardNo. 65-3107)對照，峰形、相對強(qiáng)度相符，為反尖晶石型結(jié)構(gòu)。樣品A與各類高嶺石族礦物的XRD圖譜比較，為典型的埃洛石礦物相組成。 樣品B中的特征衍射峰表明了埃洛石和Fe3O4相的存在，由于大量Fe3O4在埃洛石管外沉積， 故埃洛石的特征衍射峰相對較弱。由振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(美國LDJ電子儀器公司LDJ9600-1型振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì))測定磁強(qiáng)度，如附圖3所示。本發(fā)明利用油酸和十二烷基苯磺酸鈉對復(fù)合材料進(jìn)行表面化學(xué)改性，其中油酸與復(fù)合物表面的羥基反應(yīng)形成疏水的長鏈結(jié)構(gòu)，再加入十二烷基苯磺酸鈉，形成雙膠束層，并利用十二烷基苯磺酸鈉的靜電排斥作用，這樣以來改性后的材料表面具有強(qiáng)的靜電排斥和空間位阻作用，增強(qiáng)其疏水性，得到分散性良好的磁性流體,基本原理如附圖4所示。


圖I埃洛石納米管(HNTs)負(fù)載納米Fe3O4的形貌照片，其中㈧為TEM照片(荷蘭 FEI公司Tecnai G2F20場發(fā)射透射電子顯微鏡)；⑶為SEM照片(美國FEI公司Nanosem 430型場發(fā)射掃描電子顯微鏡)圖2埃洛石納米管(HNTs)負(fù)載納米Fe3O4的XRD衍射譜線(日本理學(xué)公司生產(chǎn) D/MAX-2500型X射線衍射儀)，其中精制后埃洛石樣品(A) ;Fe304/HNTs復(fù)合材料(B);納米 Fe3O4 粒子(C)圖3Fe304/HNTs復(fù)合磁性流體的磁滯回線(美國LDJ電子儀器公司LDJ9600-1型振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì))圖4Fe304/HNTs復(fù)合磁性流體表面化學(xué)改性的反應(yīng)機(jī)理示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，其中埃洛石原料購自中國湖南郴州天信高嶺土實(shí)業(yè)有限公司，并在使用之前利用專利CN101070163A所述的方法進(jìn)行提純處理，在原位生成四氧化三鐵的過程中，需要根據(jù)三價(jià)鐵與亞硫酸鹽的反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量，配置一定濃度的溶液后再量取相應(yīng)體積，實(shí)施案例如下實(shí)施案例I(I)配制的三價(jià)鐵鹽水溶液和亞硫酸鹽的水溶液0. 3mol · !/1FeCl3水溶液、 O. 05mol · L 1Na2SO3 水溶液；(2)向IOOml O. 3mol · I^1FeCl3水溶液中加入提純處理過的埃洛石lg，機(jī)械攪拌 30min ;混合物真空浸潰24h，超聲分散30min ；(3)在攪拌和氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下進(jìn)行反應(yīng)，向三價(jià)鐵鹽水溶液中滴加 IOOmLO. 05mol · Γ1的Na2SO3水溶液，逐滴滴加氨水，并調(diào)節(jié)溶液的pH為9，水浴60°C，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲分散，時(shí)間為30min ；(4)將上述溶液反應(yīng)體系進(jìn)行磁分離去除尚未反應(yīng)的離子，用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH為 7后，在50°C水浴條件下，滴加O. 2g油酸，機(jī)械攪拌30min，待分散均勻后，冷卻至室溫，加入 O. 2g十二燒基苯磺酸鈉,攪拌30min ；(5)將分散好的溶液進(jìn)行洗滌以除去過量的油酸及十二烷基苯磺酸鈉，離心分離 (600轉(zhuǎn)/分鐘)后去掉上清液和底部顆粒，中間懸浮液即為埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，放置十周不聚沉。實(shí)施案例2(I)配制的三價(jià)鐵鹽水溶液和亞硫酸鹽的水溶液0. 3mol · T1FeCl3水溶液、 O. 05mol · L 1Na2SO3 水溶液；
(2)向IOOml O. 3mol · I^1FeCl3水溶液中加入提純處理過的埃洛石lg，機(jī)械攪拌 20min ;混合物真空浸潰30h，超聲分散50min ；(3)在攪拌和氦氣保護(hù)條件下進(jìn)行反應(yīng)，向三價(jià)鐵鹽水溶液中滴加 IOOmLO. 05mol · Γ1的Na2SO3水溶液，逐滴滴加氨水，并調(diào)節(jié)溶液的pH為8，水浴65°C，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲分散，時(shí)間為40min ；(4)將上述溶液反應(yīng)體系進(jìn)行磁分離去除尚未反應(yīng)的離子，用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH為 5后，在70°C水浴條件下，滴加O. 2g油酸，機(jī)械攪拌60min，待分散均勻后，冷卻至室溫，加入 O. 2g十二燒基苯磺酸鈉,攪拌60min ；(5)將分散好的溶液進(jìn)行洗滌以除去過量的油酸及十二烷基苯磺酸鈉，離心分離 (800轉(zhuǎn)/分鐘)后去掉上清液和底部顆粒，中間懸浮液即為埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，放置十周不聚沉。實(shí)施案例3(I)配制的三價(jià)鐵鹽水溶液和亞硫酸鹽的水溶液0. 3mol · !/1FeClyK溶液、 O. 05mol · L 1Na2SO3 水溶液；(2)向IOOml O. 3mol · I^1FeCl3水溶液中加入提純處理過的埃洛石lg，機(jī)械攪拌 25min ;混合物真空浸潰26h,超聲分散40min ；(3)在攪拌和氬氣保護(hù)條件下進(jìn)行反應(yīng)，向三價(jià)鐵鹽水溶液中滴加 IOOmLO. 05mol · Γ1的Na2SO3水溶液，逐滴滴加氨水，并調(diào)節(jié)溶液的pH為8. 5，水浴50°C，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲分散，時(shí)間為35min ；(4)將上述溶液反應(yīng)體系進(jìn)行磁分離去除尚未反應(yīng)的離子，用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH為 6后，在80°C水浴條件下，滴加O. 2g油酸，機(jī)械攪拌40min，待分散均勻后，冷卻至室溫，加入 O. 2g十二燒基苯磺酸鈉,攪拌50min ；(5)將分散好的溶液進(jìn)行洗滌以除去過量的油酸及十二烷基苯磺酸鈉，離心分離 (1000轉(zhuǎn)/分鐘)后去掉上清液和底部顆粒，中間懸浮液即為埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，放置十五周不聚沉。實(shí)施案例4(I)配制的三價(jià)鐵鹽水溶液和亞硫酸鹽的水溶液0. 3mol · !/1FeClyK溶液、 O. 05mol · L 1Na2SO3 水溶液；(2)向IOOml O. 3mol · I^1FeCl3水溶液中加入提純處理過的埃洛石lg，機(jī)械攪拌 30min ;混合物真空浸潰28h，超聲分散45min ；(3)在攪拌和氬氣保護(hù)條件下進(jìn)行反應(yīng)，向三價(jià)鐵鹽水溶液中滴加 IOOmLO. 05mol · Γ1的Na2SO3水溶液，逐滴滴加氨水，并調(diào)節(jié)溶液的pH為9，水浴65°C，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲分散，時(shí)間為40min ；(4)將上述溶液反應(yīng)體系進(jìn)行磁分離去除尚未反應(yīng)的離子，用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH為 6. 5后，在60°C水浴條件下，滴加O. 2g油酸，機(jī)械攪拌45min，待分散均勻后，冷卻至室溫，加入O. 2g十二燒基苯磺酸鈉,攪拌35min ；(5)將分散好的溶液進(jìn)行洗滌以除去過量的油酸及十二烷基苯磺酸鈉，離心分離 (700轉(zhuǎn)/分鐘)后去掉上清液和底部顆粒，中間懸浮液即為埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，放置十二周不聚沉。
實(shí)施案例5(I)配制的三價(jià)鐵鹽水溶液和亞硫酸鹽的水溶液0. 3mol · !/1FeClyK溶液、 O. 05mol · L 1Na2SO3 水溶液；(2)向IOOml O. 3mol · I^1FeCl3水溶液中加入提純處理過的埃洛石lg，機(jī)械攪拌 20min ;混合物真空浸潰25h，超聲分散35min ；(3)在攪拌和氬氣保護(hù)條件下進(jìn)行反應(yīng)，向三價(jià)鐵鹽水溶液中滴加 IOOmLO. 05mol · Γ1的Na2SO3水溶液，逐滴滴加氨水，并調(diào)節(jié)溶液的pH為9，水浴55°C，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲分散，時(shí)間為40min ；(4)將上述溶液反應(yīng)體系進(jìn)行磁分離去除尚未反應(yīng)的離子，用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH為
6.5后，在75°C水浴條件下，滴加O. 2g油酸，機(jī)械攪拌40min，待分散均勻后，冷卻至室溫，加入O. 2g十二燒基苯磺酸鈉,攪拌55min ；(5)將分散好的溶液進(jìn)行洗滌以除去過量的油酸及十二烷基苯磺酸鈉，離心分離 (900轉(zhuǎn)/分鐘)后去掉上清液和底部顆粒，中間懸浮液即為埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，放置十五周不聚沉。實(shí)施案例6(I)配制的三價(jià)鐵鹽水溶液和亞硫酸鹽的水溶液Imol · T1FeCl3水溶液、 O. 16mol · L 1Na2SO3 水溶液；(2)向200ml Imol · T1FeCl3水溶液中加入提純處理過的埃洛石I. 5g，機(jī)械攪拌 30min ;混合物真空浸潰28h，超聲分散45min ；(3)在攪拌和氬氣保護(hù)條件下進(jìn)行反應(yīng)，向三價(jià)鐵鹽水溶液中滴加 200mL0. 16mol · Γ1的Na2SO3水溶液，逐滴滴加氨水，并調(diào)節(jié)溶液的pH為9，水浴65°C，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲分散，時(shí)間為40min ；(4)將上述溶液反應(yīng)體系進(jìn)行磁分離去除尚未反應(yīng)的離子，用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH為
6.5后，在60°C水浴條件下，滴加O. 2g油酸，機(jī)械攪拌45min，待分散均勻后，冷卻至室溫，加入O. 2g十二燒基苯磺酸鈉,攪拌35min ；(5)將分散好的溶液進(jìn)行洗滌以除去過量的油酸及十二烷基苯磺酸鈉，離心分離 (700轉(zhuǎn)/分鐘)后去掉上清液和底部顆粒，中間懸浮液即為埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，放置十二周不聚沉。實(shí)施案例7(I)配制的三價(jià)鐵鹽水溶液和亞硫酸鹽的水溶液Imol · T1FeCl3水溶液、 O. 16mol · L 1Na2SO3 水溶液；(2)向200ml Imol · T1FeCl3水溶液中加入提純處理過的埃洛石I. 5g，機(jī)械攪拌 30min ;混合物真空浸潰30h，超聲分散50min ；(3)在攪拌和氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下進(jìn)行反應(yīng)，向三價(jià)鐵鹽水溶液中滴加 200mL0. 16mol · Γ1的Na2SO3水溶液，逐滴滴加氨水，并調(diào)節(jié)溶液的pH為8，水浴60°C，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲分散，時(shí)間為30min ；(4)將上述溶液反應(yīng)體系進(jìn)行磁分離去除尚未反應(yīng)的離子，用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH為 6后，在70°C水浴條件下，滴加O. 2g油酸，機(jī)械攪拌45min，待分散均勻后，冷卻至室溫，加入 O. 2g十二燒基苯磺酸鈉,攪拌45min ；
(5)將分散好的溶液進(jìn)行洗滌以除去過量的油酸及十二烷基苯磺酸鈉，離心分離 (800轉(zhuǎn)/分鐘)后去掉上清液和底部顆粒，中間懸浮液即為埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，放置十五周不聚沉。以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，其特征在于，在天然埃洛石納米管的內(nèi)外負(fù)載四氧化三鐵顆粒，再按順序?qū)⒂退岷褪榛交撬徕c加入復(fù)合材料中，洗滌， 分散后得到埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵納米復(fù)合型磁流體，具體來說，按照下述步驟進(jìn)(1)配制的三價(jià)鐵鹽水溶液和亞硫酸鹽的水溶液；(2)向三價(jià)鐵鹽水溶液中加入埃洛石納米管進(jìn)行分散和浸潰；(3)在攪拌和惰性氣體保護(hù)的條件下進(jìn)行反應(yīng)，向三價(jià)鐵鹽水溶液中滴加亞硫酸鹽水溶液，并利用堿液調(diào)節(jié)混合后的溶液PH值為8 9 ;(4)將上述溶液反應(yīng)體系進(jìn)行磁分離去除尚未反應(yīng)的離子，用酸液調(diào)節(jié)溶液pH為5 7后，加入油酸，待分散均勻后，再加入十二烷基苯磺酸鈉，繼續(xù)分散；(5)將分散好的溶液進(jìn)行洗滌以除去過量的油酸及十二烷基苯磺酸鈉，離心分離后去掉上清液和底部顆粒，中間懸浮液即為埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，其特征在于，所述步驟(I)中的三價(jià)鐵鹽為六水合三氯化鐵，其水溶液的摩爾濃度為0.06 Imol -T1 ;亞硫酸鹽溶液為亞硫酸鈉的水溶液，其摩爾濃度為0. 01 0. 16mol -T1 ;所述步驟(3)中的堿液為氨水；所述步驟(4)中的酸液為鹽酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，其特征在于，所述步驟(2)中進(jìn)行分散和浸潰的工藝為先進(jìn)行機(jī)械攪拌20-30min、再真空條件下浸潰至少24小時(shí)，最后超聲分散30-50min，其中浸潰時(shí)間優(yōu)選24-30小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，其特征在于，所述步驟(3)中，選用的惰性氣體為氮?dú)饣蛘吆鈿鍤?，反?yīng)溫度為50-65°C，反應(yīng)時(shí)間至少30min，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲分散；所述反應(yīng)溫度優(yōu)選60°C，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選 30_40mino
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，其特征在于，所述步驟(4)中，進(jìn)行分散是溫度為50-80°C，優(yōu)選溫度為70°C ;選用機(jī)械攪拌進(jìn)行分散，時(shí)間為30 60min。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體，其特征在于，所述步驟(5)中，離心轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選為800-1000轉(zhuǎn)/分鐘，更加優(yōu)選 800轉(zhuǎn)/分鐘。
7.埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體的制備方法，其特征在于，按照下述步驟進(jìn)行(1)配制的三價(jià)鐵鹽水溶液和亞硫酸鹽的水溶液；(2)向三價(jià)鐵鹽水溶液中加入埃洛石納米管進(jìn)行分散和浸潰；(3)在攪拌和惰性氣體保護(hù)的條件下進(jìn)行反應(yīng)，向三價(jià)鐵鹽水溶液中滴加亞硫酸鹽水溶液，并利用堿液調(diào)節(jié)混合后的溶液PH值為8 9 ;(4)將上述溶液反應(yīng)體系進(jìn)行磁分離去除尚未反應(yīng)的離子，用酸液調(diào)節(jié)溶液pH為5 7后，加入油酸，待分散均勻后，再加入十二烷基苯磺酸鈉，繼續(xù)分散；(5)將分散好的溶液進(jìn)行洗滌以除去過量的油酸及十二烷基苯磺酸鈉，離心分離后去掉上清液和底部顆粒，中間懸浮液即為埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中的三價(jià)鐵鹽為六水合三氯化鐵，其水溶液的摩爾濃度為0.06 Imol -r1 ;亞硫酸鹽溶液為亞硫酸鈉的水溶液，其摩爾濃度為0. 01 0. 16mol -L^1 ； 所述步驟(3)中的堿液為氨水；所述步驟(4)中的酸液為鹽酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中進(jìn)行分散和浸潰的工藝為先進(jìn)行機(jī)械攪拌20-30min、再真空條件下浸潰至少24小時(shí)，最后超聲分散30-50min，其中浸潰時(shí)間優(yōu)選24-30小時(shí)；所述步驟(3)中，選用的惰性氣體為氮?dú)饣蛘吆鈿鍤?，反?yīng)溫度為50-65°C，反應(yīng)時(shí)間至少 30min,同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲分散；所述反應(yīng)溫度優(yōu)選60°C，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選30_40min。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，進(jìn)行分散是溫度為50-80°C，優(yōu)選溫度為70°C ;選用機(jī)械攪拌進(jìn)行分散，時(shí)間為30 60min ;所述步驟(5)中，離心轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選為800-1000轉(zhuǎn)/分鐘，更加優(yōu)選800轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合型磁性流體及其制備方法，埃洛石納米管上負(fù)載5-30nm的四氧化三鐵納米粒子，利用油酸和十二烷基苯磺酸鈉對復(fù)合物表面進(jìn)行化學(xué)改性，制得分散性良好的磁性流體。其制備方法首先采用部分還原共沉淀工藝制備了埃洛石納米管負(fù)載四氧化三鐵復(fù)合材料，再用油酸和十二烷基苯磺酸鈉對復(fù)合材料進(jìn)行表面化學(xué)改性，改性后的材料表面具有強(qiáng)的靜電排斥和空間位阻作用，增強(qiáng)其疏水性，得到分散性良好的磁性流體。所制備的磁性流體在無外加磁場作用下，靜置數(shù)月仍具有良好的分散性。其制備過程簡單，易操作，無污染。
文檔編號H01F1/44GK102592772SQ201210063838
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者肉斯旦木, 賈佩楠, 馬亞魯, 馬媛媛 申請人:天津大學(xué)