超声波技术在Fe3O4磁粒子制备中的应用

为制备磁粒子足够细小、均匀且稳定的磁性液体,将超声波技术引入Fe3O4磁粒子制备过程中,研究了化学共沉淀法制备Fe3O4磁粒子的不同阶段超声波功率对颗粒大小及磁性能的影响.结果表明:在共沉淀阶段引入超声波功率(40W)制备的Fe3O4磁粒子不易团聚,均匀细小;在包覆阶段引入超声波功率(40W)使表面活性剂在Fe3O4磁粒子表面形成稳定包覆层;在最佳条件下所制备Fe3O4磁粒子的平均粒径为10nm左右.     

琼脂铁氧体水基磁流体的制备

采用化学共沉淀法,选择食用琼脂为稳定剂,NaOH作沉淀剂在水溶液中共沉淀FeCl2和FeCl3得到Fe3O4磁粒子,由此制备具有高度生物亲和性的琼脂水基磁流体。用古埃磁天平法对影响磁流体磁性和稳定性的主要因素进行了研究。结果表明:在FeCl2.7H2O和FeCl3.9H2O的数量比为1∶1.7,pH值为11,反应温度50℃,时间30 min,琼脂和Fe3O4质量比为1∶1.6的条件下,可得到磁粒子粒径约12 nm,饱和磁化强度16 mT,对空气不敏感的高稳定性水基磁流体。该磁流体可用作X射线造影剂。     

共沉淀法制备Fe3O4纳米粉体工艺的优化

采用共沉淀法制备Fe3O4纳米粉体,用正交试验、主因素分析试验设计技术对制备工艺中影响纳米颗粒粒径、饱和磁化强度的因素进行了研究,通过透射电镜和VSM振动磁强计对纳米颗粒的粒径、饱和磁化强度进行了表征.结果表明：NaOH溶液的加入速率和加入后的保温时间、油酸钠溶液的加入速率、反应温度和油酸钠溶液的加热温度对纳米磁性颗粒性能影响较大;得出了较佳的工艺参数并制备出了性能较理想的磁性粉体.     

硅油基纳米Fe_3O_4磁性液体的制备

采用化学共沉淀法,成功制备了纳米Fe3O4微粒,主要研究了Fe2+与Fe3+不同物质的量比对Fe3O4微粒、粒径及磁化强度的影响,采用不同表面活性剂制备了硅油基纳米Fe3O4磁性液体。结果表明:Fe2+与Fe3+物质的量比对Fe3O4微粒性能影响显著,对微粒尺寸影响不大,均为纳米级,当Fe2+与Fe3+物质的量比为0.6时,其饱和磁化强度达到最大,为52.1 A.m2.kg-1;在无水乙醇中,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的分散效果虽优于油酸,但与硅油相溶性差、增粘作用明显的缺点限制了PVP的使用;而油酸由于亲油性好,更适合作为制备硅油基Fe3O4磁性液体的表面活性剂。     

液相沉积法制备磁性纳米Fe3O4/SiO2复合粒子

采用液相沉积法在磁性Fe3O4纳米粒子的表面包覆了一层SiO2膜,制备磁性较强的纳米Fe3O4／SiO2复合粒子,采用IR、XPS、XRD、TEM、VSM等方法对复合粒子的性能进行了表征。结果表明：复合粒子的较佳制备条件为正硅酸乙酯(TEOS)的浓度为0．6mol／L,Fe3O4与TEOS物质的数量比为5：1,反应温度为50℃,搅拌速度为800r／min;在此条件下制得的复合粒子的粒径在20nm左右,比饱和磁化强度为60．5emu／g,呈球形且分散均匀。     

Fe_3O_4/MnO_2磁性复合颗粒的制备及表征

以纳米Fe3O4颗粒为核,分别采用液相沉积法和溶胶一凝胶法两种方法将MnO2包覆在其上制备了Fe3O4/MnO2磁性复合颗粒,并借助XRD、TEM、FTIR和VSM等手段分别对纳米Fe3O4颗粒和两种复合颗粒进行表征.结果表明:采用液相沉积法进行包覆可生成以多个纳米Fe3O4颗粒为核、粒径约为200 nm的近球形Fe3O4/MnO2磁性复合颗粒,其饱和磁化强度为24.4 kA·m-1;采用溶胶-凝胶法进行包覆则生成以单个纳米Fe3O4颗粒为核、粒径约为50 nm的磁性复合颗粒,包覆层为絮状MnO2,其饱和磁化强度为16.5 kA·m-1.     

170℃高温用Fe3O4磁性液体的制备及其性能

采用化学共沉淀法制备了油酸包覆Fe3O4磁性颗粒,经过非离子表面活性剂的二次包覆后,将其均匀分散于具有优良耐高温性能的PAO合成油中,制成了合成油基Fe3O4磁性液体,将该磁性液体在大气环境中进行170℃长时间加热处理,对其密度、粘度、饱和磁化强度及挥发速率进行了测试,并用透射电镜进行形貌观察.结果表明:磁性颗粒呈球形,粒径在10nm左右;合成油基Fe3O4磁性液体随加热时间的延长,密度缓慢增加并逐渐趋于平缓,粘度快速增加,饱和磁化强度变幅仅为0.4%,挥发速率逐渐下降.     

阴离子表面活性剂分散制备水基磁流体

用化学共沉淀法制备了纳米级Fe2O4磁性粒子，用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）对所制备的磁性粒子进行表面处理和溶液中分散处理制得稳定分散的Fe3O4磁流体。实验研究球磨时间、表面活性的加入量、溶液的pH值以及磁流体的固含量等诸多因素对纳米Fe3O4包覆结构和磁流体稳定性的影响，并分析了这些因素的影响机制。结果表明，纳米磁流体的稳定性与球磨时间和pH值之间存在一定的相关性，而磁性粒子固含量和SDBS用量对其稳定性起主导作用，并且在一定固含量下，SDBS用量对纳米粒子包覆结构起着决定性作用。制得的样品经过HRTEM和XPS等手段的表征，表明SDBS以化学和物理吸附在纳米Fe3O4粒子表面形成了Fe-O-S化学键，并以多层吸附的形式通过静电作用和空间位阻作用有效防止纳米粒子团聚，制得了稳定分散的纳米Fe3O4磁流体。     

纳米Fe3O4粒子粒径对其作润滑油添加剂摩擦学性能的影响

采用化学共沉淀法和沉淀氧化法分别制备了粒径为10 nm和45 nm的球形Fe3O4粒子,研究了粒径对纳米Fe3O4粒子作润滑油添加剂摩擦学性能的影响。结果表明,纳米Fe3O4粒子的粒径对其作润滑油添加剂的减摩抗磨作用有明显影响。粒径为10 nm和45 nm的Fe3O4粒子作润滑油添加剂均具有较好的减摩抗磨作用,但是,粒径为10 nm的Fe3O4粒子的减摩抗磨效果优于粒径为45 nm的Fe3O4粒子的减摩抗磨效果。     

纳米Fe3 O4 磁性液体的稳定性研究

采用化学共沉淀法制备Fe3O4磁性粉体,采用球磨分散法将磁性粉体分散于水溶液中,制得稳定分散的纳米Fe3O4磁性液体。实验中用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对纳米粉体进行表面处理和分散,主要研究球磨时间、溶液pH值和表面活性剂的用量对Fe3O4磁性液体稳定性的影响,从理论上对纳米粒子在水溶液中的分散稳定性进行了分析。结果表明:球磨时间、分散剂种类和用量以及溶液的pH值对磁性液体的稳定性有很重要的影响;在酸性条件下,球磨时间为4~5 h,十六烷基三甲基溴化铵用量为Fe3O4粉体用量的8%时,制得的磁性液体分散稳定性效果较好;表面活性剂在粒子表面起到了保护作用,抑制了粒子团聚长大,同时在溶液中还起到了分散作用,使得磁性液体具有较好的稳定性。