[发明专利]一种中空状磁性介孔SiO2纳米材料及其制备方法

权利要求书

1.一种中空状磁性介孔SiO₂纳米材料，包括形貌及组成物质，其特征在于：所述形貌为中空状结构，组成物质为磁性颗粒及SiO₂，磁性颗粒被SiO₂包覆。

2.一种权利要求1所述的中空状磁性介孔SiO₂纳米材料的制备方法，其特征在于由以下步骤制备而成：

1) 将葡萄糖溶液通过水热合成法制备成碳球；

2) 利用聚甲基二烯丙基氯化铵和聚苯乙烯磺酸钠改性步骤1）的碳球，使其表面沉积正电荷，得到碳球-(PDDA-PSS-PDDA)；

3)制备钴铁氧体颗粒；

4) 在乙醇、水和氨水的混合溶液中加入正硅酸乙酯，搅拌反应，其中乙醇、水、氨水、正硅酸乙酯的体积比为100:2:4:1；加入0.04~0.4 g/L的钴铁氧体颗粒，搅拌；引入0.06~0.6 g/L步骤2)制备的碳球-(PDDA-PSS-PDDA)，搅拌干燥，制得SiO₂-CoFe₂O₄-碳球复合物；

5) 在350~650 ℃下煅烧步骤4) 制备的SiO₂-CoFe₂O₄-碳球复合物4 h，获得中空状磁性介孔SiO₂纳米材料。

3.根据权利要求2所述的中空状磁性介孔SiO₂纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1）的具体过程为：将0.05~0.5 g/mL的葡萄糖溶液通过水热合成法在水热温度150~200 ℃下水热4~12 h，制备成碳球。

4.根据权利要求2或3所述的中空状磁性介孔SiO₂纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2）的具体过程为：制0.003~0.006 g/mL 的NaCl溶液，加入聚甲基二烯丙基氯化铵，即PDDA，制备成0.1~0.2 wt.% PDDA溶液，加入上述步骤1)得到的产物并搅拌过滤，得到碳球-PDDA；配制0.003~0.006 g/mL 的NaCl溶液，加入聚苯乙烯磺酸钠，即PSS，制备成0.05~0.1 wt.% PSS溶液，加入碳球-PDDA并搅拌过滤，制得碳球-(PDDA-PSS)；将碳球-(PDDA-PSS)加入到上述PDDA溶液中，制备碳球-(PDDA-PSS-PDDA)。

5.根据权利要求2或3所述的中空状磁性介孔SiO₂纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤3）的具体过程为：将0.045~0.405 g/mL FeCl₃·6H₂O和0.02~0.18 g/mL CoCl₂·6H₂O溶解到乙二醇中，其中FeCl₃·6H₂O与CoCl₂·6H₂O的摩尔比为2:1；然后将尿素和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入到溶液中常温搅拌至形成棕色溶液，尿素的浓度为0.021~0.187 g/mL，PVP的浓度为0.0017~0.015 g/mL；将溶液转移至反应釜中在180 ℃下水热反应20 h，制得钴铁氧体颗粒。