二氧化硅包四氧化三鐵30nm,SiO2/Fe3O4磁性納米粒制備過(guò)程

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由于納米Fe3O4粒子具有常規(guī)Fe3O4粒子所不具有的特別性質(zhì),如小尺寸效應(yīng),表面與界面效應(yīng)﹑量子尺寸效應(yīng)﹑良好的光吸收特性及電化學(xué)性質(zhì)等,因此,Fe3O4納米粒子的設(shè)計(jì)與制備一直受到重視。但由于其耐酸性和抗氧化性較差,在生產(chǎn)制備過(guò)程中易變質(zhì),故單一的Fe3O4納米粒子的直接應(yīng)用受到較大限制。采用SiO2包裹磁性Fe3O4。納米粒子是將SiO2膠粒包裹到磁性Fe3O4納米粒子的表面,形成SiO2/Fe3O4殼核復(fù)合結(jié)構(gòu)體,從而改變磁性Fe3O4納米粒子的表面性質(zhì),可在發(fā)揮Fe3O4粒子粒徑小、磁性能高的基礎(chǔ)上使其具備較高的環(huán)境耐受性,因此有著廣的應(yīng)用前景。

制備過(guò)程：

采用化學(xué)共沉淀法制備Fe3O4納米粒子。將FeCl3·6H2O和FeCl2· 4H2O(摩爾比為2∶1)溶于水后加入三頸瓶中,使溶液中總鐵離子濃度為0. 3 mol/L。在N。保護(hù)下加過(guò)量NH,·H:О形成黑色沉淀,同時(shí)劇烈攪拌,維持pH值約10,水浴恒溫,于80℃加熱30 min結(jié)束反應(yīng)，F(xiàn)e3O4納米粒子用去離子水洗滌至中性。將得到的Fe3O4分散于50 mL水中,加入 1 mL酒石酸作為穩(wěn)定劑,于70 ℃機(jī)械攪拌30 min,制得穩(wěn)定分散的水基磁流體。

拓展：

納米Fe3O4粒子的包覆方法：

納米粒子表面包覆的方法，按照包覆原理分為物理包覆和化學(xué)包覆兩大類。

物理包覆通過(guò)吸附、涂敷等物理作用對(duì)納米粒子進(jìn)行包覆改性。主要有兩種:

(1)包覆材料通過(guò)范德華力等吸附在納米粒子的表面，防止納米粒子的團(tuán)聚，是目前常用的方法。無(wú)機(jī)納米粒子表面包覆活性劑就是利用范德華力。表面活性劑在水溶液中有降低表面張力和膠團(tuán)化作用兩種物理化學(xué)作用。表面活性劑可以使表面活性劑的表面張力降低，從而減少毛細(xì)管的吸附力。加入高分子表面活性劑還可起到一定的空間位阻作用，避免顆粒的團(tuán)聚。

(2)表面沉積法。這種方法是把表面活性劑沉積到納米粒子的表面，使得粒子表面形成無(wú)化學(xué)結(jié)合的異質(zhì)包覆層。無(wú)機(jī)納米粒子的包覆可以在溶膠中實(shí)現(xiàn)，

表面化學(xué)包覆法是指通過(guò)表面活性劑與納米粒子表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)納米粒子表面改性?？稍诜磻?yīng)過(guò)程中直接加入表面活性劑，也可在合成納米粒子后，加入表面活性劑進(jìn)行包覆。納米粒子表面改性經(jīng)常使用表面化學(xué)包覆法，如在液相法制備納米粒子時(shí)采用化學(xué)包覆法，即在制備過(guò)程中加入各種表面活性劑并與顆粒表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以改變顆粒表面性質(zhì)和表面結(jié)構(gòu)，有效防止粒子團(tuán)聚。

Fe304磁性納米粒與常規(guī)的磁性材料不同，因?yàn)樗c磁性相關(guān)的特征物理長(zhǎng)度正處于納米級(jí)，所以表現(xiàn)出特別的性質(zhì)，即它既有納米材料所共有的如比表面大、尺寸小、活性高等性質(zhì)，又有很好的磁響應(yīng)性和超順磁性，既能在恒定磁場(chǎng)下快速聚集和定位，也可在交變磁場(chǎng)下吸收電磁波產(chǎn)生熱量，這一系列特別的性質(zhì)讓它應(yīng)用更為廣。

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