[发明专利]一种油酸包覆纳米Fe3O4分散于煤油基的磁性液体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种油酸包覆纳米Fe₃O₄分散于煤油基的磁性液体的制备方法。

背景技术

普通的磁性材料都是固态的，目前还不能直接做成液态的，因为当把磁性材料加热升温变为液态的温度都高于居里温度，也就是说在磁性材料变为液态之前磁性就已经消失，但却可以制成磁性液体。磁性液体是一种新型纳米功能材料，是把经过表面活性剂包覆修饰过的超细磁性颗粒（10nm左右）高度分散于基载液中，形成一种磁性胶体悬浮液。在重力场和磁场中不发生凝聚和沉淀。它既具有固体的磁性, 又具有液体的流动性。因此, 它可以发挥固体磁性材料所不能发挥的作用。由于磁性颗粒尺寸量级小于单磁畴或近单畴，故有自发磁化的特性，无外加磁场时，纳米磁性颗粒在磁液中处于布朗运动状态, 它们的磁矩是混乱无序的；当施加外磁场时, 粒子的磁矩便趋向化，能迅速被磁化而具有磁性；当外加磁场撤去后磁性又立即消失，无矫顽力和剩余磁感应强度，表现出优良的超顺磁性。因此, 它可以发挥固体磁性材料所不能发挥的作用，而被广泛应用于航空航天、机械、能源、材料、化工、生物制药等领域。

目前常用的煤油基Fe₃O₄磁性液体制备方法是先制备裸露Fe₃O₄纳米颗粒，清洗干燥后加入到溶有油酸的煤油中得到磁性液体。本发明提供的准备方法是先制备裸露Fe₃O₄纳米颗粒，随即用油酸对所制得的Fe₃O₄纳米颗粒包覆修饰，得到被包覆的Fe₃O₄纳米颗粒，清洗干燥，最后将被包覆的Fe₃O₄纳米颗粒分散在煤油基载液中，得到磁性液体。后者与前者相比具有的优点是：裸露的Fe₃O₄纳米颗粒容易被空气中的氧气氧化，被包覆的Fe₃O₄纳米颗粒能保护Fe₃O₄纳米颗粒不被氧化。

发明内容

本发明的目的是提供一种油酸包覆纳米Fe₃O₄分散于煤油基的磁性液体的制备方法，采用化学共沉淀法先制备裸露Fe₃O₄纳米颗粒，随后用油酸对所制得的Fe₃O₄纳米颗粒包覆修饰，得到被包覆的Fe₃O₄纳米颗粒，最后将被包覆的Fe₃O₄纳米颗粒分散在煤油基载液中，得到磁性液体。

本发明是这样来实现的，一种油酸包覆纳米Fe₃O₄分散于煤油基的磁性液体的制备方法，其特征在于方法步骤如下：

（1）配制Fe³⁺和Fe²⁺的混合液；按铁离子总浓度为0.1～0.5mol/L的条件配制Fe³⁺和Fe²⁺的混合液，其中Fe³⁺和Fe²⁺的摩尔比为1:1～2:1；

（2）生成纳米级Fe₃O₄颗粒；不断搅拌步骤（1）得到的混合液，用浓氨水作沉淀剂快速加入到混合液中，恒温水浴熟化，控制熟化温度为20～80℃，熟化时间为10～60min；

（3）油酸包覆Fe₃O₄纳米颗粒；加入1～10mL油酸，继续搅拌30～100min；再加入盐酸调节溶液的pH值为6～7，得到被油酸包覆的Fe₃O₄纳米颗粒；

（4）清洗被油酸包覆的Fe₃O₄纳米颗粒；磁分离Fe₃O₄纳米颗粒与溶液，用去离子水清洗Fe₃O₄纳米颗粒2～3次，再用丙酮清洗2次，抽滤，干燥，碾磨成粉；