[发明专利]一种具有高磁响应性铁-氧化铁@聚磷腈磁性纳米链的制备方法

说明书

本发明涉及一种具有高磁响应性铁‑氧化铁@聚磷腈磁性纳米链的制备方法，其包括如下步骤：1）制备一维铁‑氧化铁磁性纳米链；2）以所制备的一维铁‑氧化铁磁性纳米链作为模板，在溶剂存在的条件下加入六氯环三磷腈和共聚单体，并以三乙胺作为缚酸剂，在超声条件下于20―80℃反应0.5－1h，反应结束后经磁分离、洗涤、干燥即制得铁‑氧化铁@聚磷腈磁性纳米链。本发明方法不需借助外加磁场直接制备一维磁性纳米链；制备步骤简单、操作方便，适合工业化生产，而且制备的铁‑氧化铁@聚磷腈磁性纳米链具有90‑120 emu g^‑1的高磁响应性。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种具有高磁响应性铁-氧化铁@聚磷腈磁性纳米链的制备方法，主要用于合成一维磁性纳米材料。

背景技术

过去几十年来，纳米材料领域取得了令人难以置信的快速发展。因此，大量的文献报道了如何制造各种形状的微米和纳米结构。其中，一维（1D）结构，如纳米棒，管，纤维带，特别是纳米链是最经常研究的之一，因为它们是现代发展应用中如药物传感器，数据存储，能量存储和转换，催化等非常重要的一部分。此外，这些材料在基础研究中起着重要的作用，因为它们将纳米对象和宏观世界联系起来。另外，与纳米颗粒相比，棒状，管状，纤维状或线状的纳米材料能够提供更多的活性表面，因为它们不会像纳米颗粒那样形成如此致密的团聚体。然而，实际上影响它们最终性能的主要因素仍然是它们的制备方法，因此，人们仍然在寻找新的，简单的而且廉价的合成策略。

迄今为止，已经开发出许多合成方法并成功地应用于生产金属微米链和纳米链（比如铁纳米链，镍纳米链，钴纳米链）以及二元金属合金纳米链（如镍钴纳米链，铁钴纳米链，铁镍纳米链）。一般来说，它们可以分为三类，包括固态技术，气相技术和基于液相或溶液的技术。首先提到的微纳米链制造方法主要涉及电子束光刻技术和超短激光烧蚀，而第二种方法包括化学气相沉积（CVD）、热分解、聚焦电子束诱导沉积分子束外延等方法。然而，这两种方法都相当昂贵且费时。而且，它们通常需要相当复杂的设备，不允许大规模生产微米或纳米链。因此，第三种可能的链状结构合成方案即基于液体或溶液的技术似乎是能够应用在较低的温度和压力方面最有潜力的技术，并且这种方法成本低，设备简单，而且产量高。

中国发明专利CN 102502873 A提出了一种一维磁性纳米链的制备方法，其是将溶剂热法制备的单分散高磁响应性四氧化三铁为核，以丙烯酸类单体为功能单体，通过磁场诱导自组装，在沉淀聚合过程中制备出了表面洁净、永久链接的一维磁性纳米链，一维磁性纳米链链长为 2～14μm，磁饱和强度约为 78.1 emu g^-1。这种方法得到的一维磁性纳米链制备步骤复杂，而且得到的磁性纳米链磁饱和强度较低。中国发明专利CN 107282026 A提出了以三价铁，醋酸盐，分散剂和有机胺或有机酸为原料,得到磁性纳米复合材料，该材料再通过氢键或磁场诱导可以得到链状结构的材料，所得复合材料的磁饱和强度为56.8 emug^-1，该方法仍然需要外磁场诱导，步骤复杂，所得产物磁饱和强度较低。 综上所述，通过简单的方法，不需外加磁场诱导，直接制备高磁饱和强度的一维磁性纳米链仍然是巨大的挑战。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种具有高磁响应性铁-氧化铁@聚磷腈磁性纳米链的制备方法，该方法无需在外磁场诱导条件下进行，且制备步骤简单，操作方便，产物的磁饱和强度较高，适合工业化生产。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有高磁响应性铁-氧化铁@聚磷腈磁性纳米链的制备方法，其包括如下步骤：

1）制备一维铁-氧化铁磁性纳米链；