[发明专利]磁响应光子流体的常压合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及光子晶体，具体涉及一种可以快速对永磁体的磁场形状进行表征的磁响应光子流体的常压合成方法。

背景技术

光子晶体(PhotonicCrystals)是一种由不同折射率的介质周期性排列所组成的人工光学微结构。在1987年光子晶体被Yablonovitch和John等分别独立提出，由于其具有较窄的光子带隙，从而受到了广泛的关注，并在较短时期取得了快速的发展。目前各个国家的研究团队对光子晶体进行了深入的研究，光子晶体产品被广泛应用于生物化学探测及光学组件等领域。

磁流体(Magneticfluids)是铁磁性或亚铁磁性的微粒高度弥散于液态载液中，而构成的一种高稳定的胶体溶液。磁流体同时具有固体的磁性和液体的流动性。磁流体中的微粒尺寸在10～100nm之间，是单畴或近单畴，具有自发磁化的特性，故磁性液体呈现超顺磁性。但由于磁流体的粒子大都在纳米级，具有很高的比表面积，很容易聚集和沉降，造成了磁流体的不稳定，大大限制了磁流体的应用，所以很有必要对磁流体的稳定性因素进行研究以提高磁流体的稳定性。为了提高磁流体的稳定性，通常用表面活性剂对磁性颗粒进行表面处理，以降低磁性颗粒的表面能，从而阻止因磁性颗粒的互相接近而引起颗粒在载液中聚集和沉降，使磁流体具有良好的稳定性。另外，磁性纳米材料具有的靶向性这一特性，可以使得磁流体在精密仪器探测，药物输送上具有很好的前景。

磁流体的光子晶体兼具了光子晶体的光学特性和磁性材料的靶向性及响应性。在磁性纳米材料Fe₃O₄粒子的制备方法中，各个国家的研究团队都提出了各自的制备方法。经查阅文献得知在Fe₃O₄粒子的制备方法中以水热法为例，但由水热法需要在高温(130℃～250℃)，高压(0.3MPa～4MPa)条件下反应完成。需要使用耐高温高压水热反应釜。高压下的条件加大了实验的危险性，并且水热反应釜使用后难以清理。

本发明提供了一种在常压下反应的合成方法，脱离了耐高压反应仪器的限制，提高了实验的安全性，并且合成的磁响应光子晶体流体可以对永磁体磁场形状进行表征。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种磁响应光子流体的常压合成方法，该方法可以快速合成对永磁体的磁场形状进行表征的磁响应光子流体。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的磁响应光子流体的常压合成方法，是一种可以快速对永磁体的磁场形状进行表征的磁响应光子流体的常压合成方法，包括以下步骤：

(1)Fe₃O₄粒子常压环境下的制备：

由无水FeCl₃与聚4-苯乙烯磺酸马来酸酐钠盐钠盐、无水乙酸钠、NaOH、乙二醇和微量H₂O原料在高温常压条件下化学还原后，得到Fe₃O₄粒子；

(2)Fe₃O₄SiO₂复合纳米粒子的制备：

以Fe₃O₄粒子为种子，经法利用氨水催化正硅酸乙酯水解，缩合，在Fe₃O₄粒子表面包覆SiO₂，得到Fe₃O₄SiO₂复合纳米粒子；

(3)Fe₃O₄SiO₂复合纳米粒子磁流体的制备：

取Fe₃O₄SiO₂复合纳米粒子与聚乙二醇-400共混搅拌，得到磁响应光子流体。

本发明利用常压反应器，在200℃条件下对原料进行化学还原反应，得到Fe₃O₄粒子。

所述的原料，其质量配比为，无水FeCl₃：聚4-苯乙烯磺酸马来酸酐钠盐：无水乙酸钠：NaOH：乙二醇：微量H₂O＝0.65:1:3:1.2:40:(0.1～0.15)。

所述法为现有技术，主要是。

本发明可以采用以下方法制备Fe₃O₄SiO₂复合纳米粒子：