[发明专利]一种核/壳型磁性微粒制品的制备方法和应用

权利要求书

1.一种核/壳型磁性微粒制品，其特征在于该微粒制品的内核是磁性金属 纳米晶或是磁性金属和磁性金属氧化物纳米晶的混合物，外壳是氧化硅；所述的 微粒粒径在0.05～5μm，核/壳型磁性微粒中内核的磁性纳米粒子的个数为5～ 500个。

2.一种核/壳型磁性微粒制品的制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

(1)制备磁性氧化物纳米粒子：铁盐与碱溶液混和反应后，加入水搅拌， 完成粒子的结晶反应；再将结晶粒子通过外磁场或离心分离，用蒸馏水清洗杂质， 制得的磁性氧化物纳米粒子的粒径在3～10nm；

(2)将洗涤后的磁性氧化物纳米粒子直接分散在醇和水的混合溶剂中，在氨 水的碱性条件下_PH 9～14，通过正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或正硅酸丁酯水解 反应，进行第一次氧化硅包覆，经过有机硅源包覆的磁性氧化物纳米粒子的 表面有介孔结构的氧化硅包覆薄层，通过外磁场或离心分离，用蒸馏水清洗 杂质；

(3)将完成第一次氧化硅包覆的磁性氧化物纳米粒子水溶胶用氢气、水合肼、 硼氢化钾或硼氢化钠的一种或多种进行还原，得到以氧化硅第一次包覆的、 金属纳米晶为核的核/壳型磁性复合粒子，通过外磁场或离心分离，用蒸馏水 清洗杂质；

(4)将完成氧化硅第一次包覆和还原反应的磁性复合粒子分散在SiO₂的水 溶胶液中搅拌，用0.5mol/L醋酸、盐酸、硫酸，调节溶液pH值到6～10， 搅拌混合溶液2～20小时，完成磁性复合粒子的再次氧化硅包覆，通过外磁 场或离心分离，用蒸馏水清洗杂质，得到粒径在0.05～5μm范围的以金属纳 米晶为核的氧化硅包覆的核/壳型磁性微粒；

(5)步骤(4)得到的核/壳型磁性微粒用带有氨基、巯基、环氧基、酯 基和烯烃基基团的硅烷化试剂进行表面修饰，得到表面带有不同官能团的氧 化硅包覆、以金属纳米晶为核的核/壳型磁性微粒制品。

3.根据权利要求2所述的一种核/壳型磁性微粒制品的制备方法，其特征在于步 骤(5)制得以金属纳米晶为核的氧化硅包覆的核/壳型磁性微粒的粒径为0.05～ 5.0μm，每个微粒包覆有5～500个磁性纳米晶。

4.根据权利要求2所述的一种核/壳型磁性微粒制品的制备方法，其特征在于步 骤(1)所述磁性氧化物纳米粒子为Fe_(1-x)M_xFe₂O₄，其中M为Fe，Co，Ni，Zn或Mn。

5.据权利要求2所述的一种核/壳型磁性微粒制品的制备方法，其特征在于步骤 (2)有机硅源包覆时，磁性氧化物纳米粒子的浓度为0.01～0.15mol/L，有机 硅的浓度为0.01～1.0mol/L，有机硅为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或正硅酸丁酯； 醇和水的混合溶剂中，醇为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、丙二醇、丙三醇、异丙 醇或丁醇，混合溶剂中醇的体积百分含量40％～98％，水的体积百分含量2％～60％； 步骤(2)氨水在反应体系中的浓度为0.2～1.5mol/L，用量为混合溶剂质量百 分比浓度25％～28％；在100～2000rpm的速度下搅拌反应2～20小时。

6.根据权利要求2所述的一种核/壳型磁性微粒制品的制备方法，其特征在于步 骤(3)所述的磁性纳米晶核中的磁性金属纳米晶为由Fe粒子、Co粒子或Ni粒 子。

7.根据权利要求2所述的一种核/壳型磁性微粒制品的制备方法，其特征在于步 骤(3)还原剂的用量与磁性氧化物纳米粒子的摩尔比为0.1～5，还原反应时间 为1～24小时。

8.根据权利要求2所述的一种核/壳型磁性微粒制品的制备方法，其特征在于步 骤(4)所述的无机硅源包覆时，SiO₂水溶液的浓度为0.05～3mol/L，调节pH 值用0.5mol/L醋酸、盐酸或硫酸，pH值为6～10，搅拌速度为100～2000rpm， 反应时间2～20小时。