[发明专利]表面修饰苯磺酸的磁性材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.表面修饰苯磺酸的磁性材料，其特征在于，按照下述步骤进行制备：

(1)合成磁性Fe₃O₄纳米粒子，以FeCl₃·6H₂O和FeSO₄·6H₂O为原料以两者(1～2)∶1的摩尔比溶于去离子水中，然后在快速搅拌下加入碱液以使体系pH值大于11，持续搅拌下反生即可生成磁性Fe₃O₄纳米粒子

(2)将步骤(1)制备的磁性Fe₃O₄纳米粒子重新分散到乙醇和水的混合溶液中，乙醇和水的体积比为(1～10)∶1，加入过量的浓氨水和四乙氧基硅，所述步骤(1)制备的磁性Fe₃O₄纳米粒子、质量分数为25～28％的浓氨水和四乙氧基硅的质量比为1∶(1-10)∶(0.2-10)，室温下持续搅拌，以使四乙氧基硅在磁性粒子表面水解聚合，得到Fe₃O₄/SiO₂磁性材料，其中浓氨水为反应体系提供碱性环境，四乙氧基硅在磁性粒子表面水解聚合得到四乙氧基硅的外壳结构

(3)将步骤(2)制备的磁性材料分散到甲苯和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶液中，超声分散均匀，然后加入过量的2-(4-氯磺酰苯基)-乙基三甲氧基硅烷的二氯甲烷溶液，以使其充分反应，所述步骤(2)制备的磁性材料与2-(4-氯磺酰基)-乙基三氯硅烷的甲苯溶液的质量比为1∶1～20，在25～60℃下持续搅拌通过硅烷化反应得到表面修饰苯磺酸的磁性材料。

2.根据权利要求1所述的表面修饰苯磺酸的磁性材料，其特征在于，所述步骤(1)中具体来说，以FeCl₃·6H₂O和FeSO₄·6H₂O为原料以两者(1～2)∶1的摩尔比溶于50mL去离子水中，400-800转/min快速搅拌下加入10-40mL，1.5mol/L的氢氧化钠水溶液溶液，然后在25～80℃下搅拌1～24h即可生成磁性Fe₃O₄纳米粒子；在外加磁场的辅助下收集磁性纳米粒子，以去离子水和乙醇清洗3～6次，在25～80℃下真空干燥6～24h，得到干燥的磁性Fe₃O₄纳米粒子。

3.根据权利要求1所述的表面修饰苯磺酸的磁性材料，其特征在于，所述步骤(2)中具体来说，将步骤(1)制备的磁性Fe₃O₄纳米粒子重新分散到乙醇和水的混合溶液中，乙醇和水的体积比为(1～10)∶1，然后加入质量分数为25～28％的浓氨水1～10g，四乙氧基硅0.2～10g，室温20-25℃机械搅拌3～24h，使四乙氧基硅在磁性粒子表面水解聚合，得到Fe₃O₄/SiO₂磁性材料。在外加磁场的辅助下收集磁性粒子，以去离子水和乙醇清洗3～6次，在40～80℃下真空干燥6～24h，得到干燥的Fe₃O₄/SiO₂磁性粒子。

4.根据权利要求1所述的表面修饰苯磺酸的磁性材料，其特征在于，所述步骤(3)中具体来说，取(2)制得的磁性材料1.0g，分散到甲苯和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶液中，甲苯和N，N-二甲基甲酰胺的体积比为1∶(1～10)，超声分散均匀，然后加入2-(4-氯磺酰苯基)-乙基三甲氧基硅烷的二氯甲烷溶液1～20g，所述2-(4-氯磺酰苯基)-乙基三甲氧基硅烷的质量百分含量为50wt％，在25～60℃下机械搅拌2～24h，通过硅烷化反应得到表面修饰苯磺酸的磁性材料。在外加磁场的辅助下收集磁性粒子，以去离子水和乙醇清洗3～6次，在40～80℃下真空干燥6～24h，得到干燥的表面修饰苯磺酸的Fe₃O₄/SiO₂磁性粒子。