[发明专利]一种高性能γ-Fe2O3磁流体及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种高性能γ-Fe₂O₃磁流体及其制备方法，属于纳米科学技术及材料制备技术领域。

发明背景

磁流体即磁性液体(MagneticLiquid)，也称磁性流体(MagneticFluid)或磁性胶体(MagneticColloid)，简称磁液。磁流体是铁磁性或超顺磁性微细颗粒，借助于表面活性剂稳定地分散于载液的胶体溶液或悬浊液，是一种新型的重要的液体功能材料，具有很特殊的理化性质。自从四十年代被人们发现以来，经过数十年的研究开发，获得了广泛应用，其应用范围已扩展到航空航天、电子、化工、机械、能源、冶金、仪表、环保、医疗等各个领域。随着研究开发的深人，其应用领域也不断拓展。

γ-Fe₂O₃磁粉是优质的磁性材料，由于抗氧化性能好且价格便宜，而被广泛用于各种磁记录和存储介质中。当γ-Fe₂O₃晶粒进入纳米尺寸时，具有比通常结构下更优异的磁学性能，其矫顽力也将大幅度提高，用它制作磁记录材料可显著提高信噪比，改善图象质量，并且可以实现信息记录高密度化。因此，研究新的方法制备出高纯度和高性能的磁性氧化物纳米粒子具有重要的意义。根据原料状态的不同，制备纳米γ-Fe₂O₃的方法可大致分为3类:固相法、气相法和液相法。随着科学技术的不断进步，纳米γ-Fe₂O₃的制备方法也不断地推陈出新，制备出许多种性能优异的纳米γ-Fe₂O₃颗粒，如气敏电极、专一高效的催化剂等。但是这些制备方法大都工艺复杂且费用昂贵。为了适用于工业化制备，降低纳米γ-Fe₂O₃制备成本，规模化制备出粒子均匀、粒径可控的纳米γ-Fe₂O₃颗粒，是纳米材料科技工作者追求的目标。

发明内容

本发明目的是提出一种高性能γ-Fe₂O₃磁流体及其制备方法，降低纳米γ-Fe₂O₃制备成本，规模化制备出粒子均匀、粒径可控的纳米γ-Fe₂O₃颗粒。

一种高性能γ-Fe₂O₃磁流体及其制备方法，其特征在于用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反应完全，再添加适量的表面活性剂对其进行表面改性处理，最后沉淀后得到磁性纳米颗粒；将清洗干燥后的磁性Fe₃O₄纳米颗粒在一定温度和时间下氧化得到γ-Fe₂O₃磁性颗粒；将定量的表面活性剂和载液加入到γ-Fe₂O₃磁性颗粒溶液中进行分散，得到高性能的γ-Fe₂O₃磁性流体。所述的磁性纳米颗粒是γ-Fe₂O₃、粒径范围在为3～100nm、饱和磁化强度在30～70A·m²·kg^-1之间，碱性溶液为氨水。

所述的表面活性剂为油酸和OP-7，载液为硅油。

所述的高性能的γ-Fe₂O₃磁性流体的饱和磁化强度在10～20A·m²·kg^-1之间，固含量在30％～70％之间。

具体制备步骤如下：

(1)磁性Fe₃O₄纳米颗粒的制备及表面改性