[发明专利]一种高饱和磁化强度Mn0.8Zn0.2Fe2O4纳米颗粒及其磁性液体的制备方法

说明书

本发明涉及新型纳米功能材料领域，具体为一种高饱和磁化强度Mn_0.8Zn_0.2Fe₂O₄纳米颗粒及其磁性液体的制备方法，具体为先将Mn²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺的盐分散到超纯水中，机械搅拌下迅速加入NaOH溶液；然后将反应液置于烘箱中高温加热，促进晶粒的长大，完成第二步沉淀；再将反应液取出，加入氟醚酸，并在机械搅拌作用下包覆颗粒避免其团聚，然后将颗粒清洗干燥；最后，将干燥颗粒研磨，于机械搅拌分散到氟醚油基载液中制备磁性液体。本发明制备的Mn_0.8Zn_0.2Fe₂O₄纳米颗粒，具有高饱和磁化强度、超顺磁性、高抗氧化稳定性等优点，制备的氟醚油基磁性液体可被长期应用于高温、腐蚀、氧化环境下的转动轴密封领域。

技术领域

本发明涉及新型纳米功能材料领域，涉及一种高饱和磁化强度、超顺磁性、高抗氧化稳定性的纳米磁性颗粒及其磁性液体，具体为一种高饱和磁化强度 Mn_0.8Zn_0.2Fe₂O₄纳米颗粒及其磁性液体的制备方法。

背景技术

磁性液体是由纳米级磁性颗粒包覆表面活性剂后分散到基载液中，形成的稳定胶体溶液体系，因兼具固体磁铁的磁性和液体的流动性被广泛应用于新型密封、靶向载药、磁热治疗等领域。近年来对Fe₃O₄纳米颗粒的研究已相当成熟，然而，由于Fe²⁺离子的存在，导致在长期应用过程中纳米颗粒被氧化，磁性液体的磁性能下降。

为了提升磁性液体的抗氧化稳定性及饱和磁化强度，通过Mn²⁺、Zn²⁺取代 Fe²⁺，制备锰锌铁氧体纳米磁性颗粒。理论上Zn²⁺掺杂比例x为0.2时，制备锰锌铁氧体纳米颗粒的饱和磁化强度最高。其中，李定国等人在锰锌铁氧体纳米颗粒及其磁性液体中得出结论，锌掺杂比例为0.2时，颗粒的饱和磁化强度最高。 Arulmurugan R.在Mn-Zn FerriteNanoparticles for Ferrofuid Preparation:Study on Thermal-magnetic Properties一文中得到同样结论。张洪涛在中国专利：一种锰锌铁氧体纳米粉体的制备方法(申请号：201410815386.1)中同样研究掺杂比例对颗粒磁性的影响,并得出结论锰锌掺杂比例为0.2时，制备锰锌纳米颗粒饱和磁化强度最高。然而，在固定锌掺杂比例为0.2的情况下，制备的锰锌铁氧体纳米磁性颗粒的饱和磁化强度仍较低，无法满足实际工业应用时对磁性液体高饱和磁化强度的要求。

发明内容

本发明的发明目的是针对以上技术问题，提供一种高饱和磁化强度Mn_0.8Zn_0.2Fe₂O₄纳米颗粒及其磁性液体的制备方法。该方法通过改进的共沉淀方法，将纳米颗粒分两步进行结晶与长大。

本发明的具体技术方案为：

一种高饱和磁化强度Mn_0.8Zn_0.2Fe₂O₄纳米颗粒的制备方法，该方法采用化学共沉淀法制备高饱和磁化强度Mn_0.8Zn_0.2Fe₂O₄纳米颗粒，制备过程中分两步进行沉淀，先按常规方法，在强烈机械搅拌下，向按照一定摩尔比配好的盐离子中加入过量NaOH溶液。然后将所得溶液进行改进处理，置于高温烘箱中保温，促进颗粒的结晶与长大。再将所得高饱和磁化强度颗粒，包覆表面活性剂氟醚酸，然后分散到氟醚油中制备磁性液体。