[发明专利]一种高浓度磁性流体及其制备方法

权利要求书

1.一种高浓度磁性流体及其制备方法，其特征在于它是由磁性纳米颗粒、表面活性剂和载液组成，用超声波辅助化学共沉淀法制备磁性纳米颗粒，将二价铁盐溶液和三价铁盐溶液混合均匀后，加入过量的碱性溶液超声反应完全，沉淀后得到磁性纳米颗粒，再将定量的表面活性剂加入到磁性微粒溶液中进行表面改性，得到高浓度的磁性流体；经表面修饰过后的Fe₃O₄水基磁流体的浓度、磁性颗粒的质量百分比达到40~52 %；磁性纳米颗粒是Fe₃O₄颗粒、粒径范围在为3~30 nm、饱和磁化强度在50~80 A·m²·kg^-1之间，碱性溶液为氨水或氢氧化钠；表面活性剂由硬脂酸、肉豆蔻酸、月桂酸及十二烷基苯磺酸钠单体；载液为水。

2.制备如权利要求1所述的高浓度磁流体的方法，其特征在于，由以下步骤制得：

（1）原料准备

原料为FeCl₃·6H₂O、FeSO₄·7H₂O、NH₃·H₂O或NaOH、硬脂酸、肉豆蔻酸、月桂酸和十二烷基苯磺酸钠，所用原料皆为分析纯或化学纯；

（2）磁性Fe₃O₄纳米颗粒的制备

首先，配制浓度均为0.1~10 mol·L^-1的Fe²⁺和Fe³⁺的盐溶液及1~10 mol·L^-1的氨水或NaOH水溶液；其次，将Fe²⁺和Fe³⁺的盐溶液以1:1~1:3的比例超声混合均匀，在反应温度为20~90 ℃的情况下加入过量的氨水或NaOH水溶液，至反应溶液的pH=9~13，在超声乳化分散器中反应10~120 min，得到Fe₃O₄纳米颗粒；

最后，对产物进行分离，用去离子水和无水乙醇多次洗涤至pH呈中性；

（3）高浓度Fe₃O₄磁流体的制备

将第二步制得的磁性Fe₃O₄纳米颗粒用表面修饰剂进行改性；在反应温度为50~95 ℃的条件下，将硬脂酸、肉豆蔻酸和月桂酸以摩尔比为1:1:1~1:8:10加入到Fe₃O₄水溶液中，超声反应0.5~3 h；反应结束后，对产物进行分离，用去离子水和无水乙醇多次洗涤，洗去过量的表面修饰剂及水，滴加氨水或NaOH溶液调节pH=9~13；再将十二烷基苯磺酸钠加入到包覆肉豆蔻酸和月桂酸的Fe₃O₄溶液中，超声反应1~2 h，自然冷却，得到表面修饰后的高浓度Fe₃O₄磁流体；十二烷基苯磺酸钠和Fe₃O₄磁性颗粒的摩尔比为1:1~1:10。