磁流体的微波法制备与表征
纳米SiO2/Fe3O4磁性流体的制备及其性能表征
括 了离 子 液体 、 带 电胶 体悬 浮液 、 分散 性 良好 的纳 米 复 合材 料 的优 异 性质 ] 。纳 米 S i O : 类 流 体 无 蒸 汽 压力 、 热稳 定 性高 、 结 构 可调 性 大 、 易于 加工 和 室温 下 具有 液体 的可 流动 性 _ 5 J , 这些 卓 越 的功 能使 纳 米 S i O 类 流体 在 电池 电解 质 、 润滑剂 、 碳 捕捉 材料 和传 感 器等 方 面有着 广 泛 的应 用前 景 卜 。但是 常 规 的
纳米 S i O 2 / F e 3 04磁 性 流 体 的 制 备
及 其 性 能 表 征
张 均 成 , 王 婷 , 邱 志 明2, 贾 若 琨
( 1 . 东北 电力大学 化学工程学院 , 吉林 吉林 1 3 2 0 1 2 ; 2 . 华南理工大学 材料学院 , 广州 5 1 0 0 0 0 )
关
键
词: 纳米类流体 ; 磁 性流体 ; 核壳结 构 ; 复合材料
文献标识码 : A
中图分类号 : 0 6 3 3
纳米 S i O : 类 流体是 在 2 0 0 5年 由美 国康 奈 尔大 学 的 G i a n n e l i s 及 其 合作 者 … 首 次 合 成并 提 出 , 利用 季 铵化 的硅 烷偶 联剂 在 纳米 S i O : 表 面接 枝修 饰 , 然后 与 聚 乙二 醇 ( P E G) 磺 酸 盐功 能化 的有机 长 链 进行 离 子交 换反 应 , 得 到在无 溶 剂条 件下 具有 液体 流动 性 的纳米 流 体 , 即纳 米类 流体 。纳 米类 流体 是一 种 环 境 友好 型 的无 机/ 有 机 杂化 结构 的纳 米材 料 , N a t u r e杂 志 对 此进 行 了高度 评 价 , 认为 G i a n n e l i s 等 人将
磁流体制备及其性能研究
磁流体制备及其性能研究磁流体是一种含有磁性粒子的悬浮液体,它具有许多优异的性能,如高渗透性、可控性、精度、响应速度很快等等。
磁流体应用领域十分广泛,广泛应用于生物医学引导、汽车制动系统和其它导向输送领域。
制备高质量的磁流体液体是磁流体研究的前提和基础之一。
磁流体制备是磁流体技术中的关键步骤之一,其制备过程分为物理制备和化学制备两种方式。
物理制备是通过物理方法来制备磁流体,主要包括共沉淀法、机械合成法和高能球磨法等。
共沉淀法是一种简单的制备方法,利用这个方法可以制备出粒径较小、分散性好的磁流体,但它只适用于粒径较小的磁性粒子。
机械合成法是利用高能球磨仪将粉末和添加剂在球磨罐中进行反复碾磨,使粉末表面产生变化,以达到调节粒径、表面性质和生物相容性的目的。
这个方法可以制备出更加稳定和分散的磁流体,但是需要耗费相对更长的时间。
化学制备主要包括共沉淀-溶胶法和热分解法两种方法。
共沉淀-溶胶法是一种新兴的制备方法,该方法可以有效控制粒子的粒径和分散性,因此可以在几乎没有聚集物的情况下制备高品质的磁流体。
热分解法则可以制备出高质量的细小磁性粒子,但由于制备过程中存在高温反应,因此需要非常谨慎和精细的操作技能。
在磁流体的性能研究方面,磁流体的电磁学性质、热性质、力学性质和生物相容性等是研究的重点之一。
磁流体的电磁学性质主要包括介电常数、介电损耗因子、磁滞、饱和磁感应强度等。
一般来说,介电常数和介电损耗因子都与磁流体的粒径有关,且随着粒径的增大而减小。
磁滞性是指磁流体对外加磁场的响应能力,它的大小和磁性粒子的大小、形状、结构以及应力状态等因素有关。
另外,磁流体的饱和磁感应强度是决定磁流体在高磁场中的性能的重要参数之一,通过研究磁流体的这些性质,可以对其各种性能进行准确测量和分析。
除了上述传统的性能研究,近年来研究人员还在开发一些新的应用,如利用磁流体制备仿生电子器件等。
这些新兴应用领域需要更多的精细研究和深入的探索,以实现更加精确的控制和应用。
纳米磁性流体的制备及性能分析
磁性 流体又称 磁 流体 或 磁液 , 是磁 性 纳 米微 粒
在 表面活性 剂 的包 覆 下 , 定 地分 散 在 载液 中而形 稳
1 实验 部 分
1 1 仪 器 和 试 剂 .
高剪切 乳化 机 ; 速 离 心机 ; Q一2 0 B超 声 高 K 5D 波清 洗 器 ; 空 干 燥 箱 ; MD~8 真 S 8旋 转 磁 力 仪 (日
.
i t h e cin a he s ia l i no t e r a to tt u tbe tme,we c n prpae t e n o t rma ei ui t o d p ro ma c a e r h an me e g t f d wih g o e fr n e. n cl Ke y wor s:ma n tc fu d;prpaa in;s t a in ma neiain it n iy;m a e i a tce d g e i i l e r to aurto g tz to n e st n g tc p rils
磁流体的微波吸收分析研究
l 6 . 7 2 9517 .
l d Jun l f is . o ra fM aneim n u o g t s a dM a n tcM aeil, 0 2 2 2 g ei tr s2 0 , 5 : a
垂直 于外磁场时透射 电磁波强度最大值 , 是磁场平行 , 于偏 振平 面式 的强 度.当 卢, 时,平行 于偏 振平面
~ A m磁场 中 纳 米磁性颗 粒 为球 形且 直径为 l 10n ~ 0 m,由() 2 的颗粒产 生显著 的微 波吸 收,且在 4 8k / 1和() 达到饱 和 .最 大 吸收发 生在 颗粒 链 完全 在磁 场方 向 式 得
1 磁 流 体 中纳 米颗 粒 对微 波 的吸 收 影 响
纳 米材料 的量 子尺 度效应 是纳 米粒 子 的电子 能 级 发生分 裂[5 2】 裂导致 的能级 间隔正 处 于微 波 的 _,分
能量范 围 内(05 1~ e , 而导 致新 的吸 收微波 1- 0 V) 从 _
2 磁 流 体二 向色性 对 微 波 a d c n e tai no h g e i a t l g o o nt e ma n t cp r ce a  ̄ i l ni f ro l n er - n i
[ a aa K b .l t nc rpre f n e lcprc I 6 】K w b tA’ u oEe r ipoets f em tl ail I a co i oi ai te s
h t ed a a i o r lt na dt erca sc l n ep tto o t eh g l i b t c re ai c o n h i ls ia it r r ai nf r h i h y e
磁流体配方
磁流体配方磁流体,是一种具有特殊性质的流体材料,它能够在外加磁场的作用下改变自身的形状和流动性。
磁流体的应用范围十分广泛,包括电磁阻尼、精密仪器、声学设备等领域。
本文将介绍一种常见的磁流体配方,帮助读者更好地了解磁流体的制备过程和原理。
配方一:磁流体基础配方材料:1. 磁性颗粒:常用的磁性颗粒包括铁磁性颗粒,如铁粉、铁氧体等。
2. 载体液体:如水、油、有机溶剂等。
步骤:1. 将磁性颗粒与载体液体按比例混合,形成均匀的磁流体悬浮液。
2. 使用搅拌器或超声波处理器对悬浮液进行充分搅拌或超声处理,使磁性颗粒均匀分散在液体中。
3. 通过离心机或过滤器去除悬浮液中的杂质和大颗粒,获得纯净的磁流体。
配方二:改性磁流体配方为了改善磁流体的性能和稳定性,可以对基础配方进行改良和改性。
以下是一种常见的改性磁流体配方。
材料:1. 磁性颗粒:铁磁性颗粒、氧化铁颗粒等。
2. 载体液体:水、油、有机溶剂等。
3. 分散剂:如表面活性剂等,用于增加磁性颗粒与载体液体的相容性和稳定性。
4. 稳定剂:用于防止磁性颗粒在悬浮液中沉淀和聚集。
步骤:1. 将磁性颗粒与载体液体按比例混合,形成初始悬浮液。
2. 加入适量的分散剂,搅拌或超声处理,使磁性颗粒均匀分散在液体中。
3. 加入稳定剂,继续搅拌或超声处理,使磁流体更加稳定。
4. 通过离心机或过滤器去除悬浮液中的杂质和大颗粒,获得纯净的磁流体。
配方三:高性能磁流体配方为了满足特殊应用需求,如高温、高压等环境下的应用,可以采用高性能磁流体配方。
以下是一种常见的高性能磁流体配方。
材料:1. 磁性颗粒:高温、高压环境下具有优异磁性的颗粒,如稀土磁体等。
2. 载体液体:具有高温、高压稳定性的液体,如硅油等。
3. 高温稳定剂:用于增加磁流体在高温环境下的稳定性。
4. 高压稳定剂:用于增加磁流体在高压环境下的稳定性。
步骤:1. 将磁性颗粒与载体液体按比例混合,形成初始悬浮液。
2. 加入适量的高温稳定剂和高压稳定剂,搅拌或超声处理,使磁性颗粒均匀分散在液体中。
磁流体的制备
实验一磁流体的制备一、目的1、掌握利用化学共沉淀法制备纳米四氧化三铁磁流体2、熟悉搅拌器的安装及其使用方法3、自行设计提纯及净化磁流体材料二、实验原理将二价铁盐(FeCl2·4H2O) 和三价铁盐(FeCl3·6H2O) 按一定比例混合,加入沉淀剂(N H3·H2O) ,搅拌,反应一段时间即得到纳米Fe3O4粒子,反应式为:Fe2 + + 2Fe3 + + 8N H3·H2O = Fe3O4↓+ 8N H+4 + 4H2O由反应式可看出,反应的理论摩尔比为Fe2 +∶Fe3+= 1∶2 ,但由于二价铁离子容易氧化成三价铁离子,所以实际反应中二价铁离子应适当过量.三、试剂及仪器试剂和仪器:氨水,FeCl3·6H2O,FeCl2·4H2O,油酸,煤油,蒸馏水,烧杯,电动搅拌器四、实验方法(1) Fe3O4的煤油基磁性流体的制备本实验中使用分析纯的二氯化铁、三氯化铁和氨水(NH3含量25%),按照化学共沉淀法制备Fe3O4的磁性颗粒,其化学反应方程式为2FeCl3·6H2O+FeCl2·4H2O+8NH3·H2O= Fe3O4+8NH4Cl+24H2O(1)制备磁性流体基液采用普通煤油,而表面活化剂选择为油酸.实验整个工艺流程分为溶解、过滤、反应、加热、分离等几个阶段,最后得到乌黑发亮的Fe3O4煤油基磁性流体.溶解过程是用天平按质量比0.37:1称取FeCl2·4H2O 蓝绿色晶体和FeCl3·6H2O黄色晶体,再按照FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O的总量与水的质量比0.68:1溶解于水,放于烧杯中,用玻璃棒搅拌使其溶解,配制成混合溶液.为了加快溶解速度,可将盛溶液的烧杯置于热水浴锅中,待充分溶解后再置于冷水中冷却.过滤过程是将冷却后的FeCl2和FeCl3的混和溶液进行过滤操作,以除去杂质,在过滤后将得到棕色的油状溶液.反应过程是在经过过滤的FeCl2和FeCl3的混合液中用胶帽滴管逐滴加入氨水,使其发生如式(1)的化学反应.加入氨水后立即观察到有蓝黑色的Fe3O4胶粒体生成,应同时用玻璃棒或用搅拌器搅拌,使之分散均匀而不致凝聚形成大颗粒沉淀.直到不再看到有Fe3O4生成时,就说明氨水已过量,停止滴加氨水,此时得到的是蓝黑色液体.加热过程是在上述反应生成的蓝黑色溶液中加入活化剂油酸和基液煤油,搅拌使之混合均匀,将得到黑色发亮的液体.将其放置于80℃以上水浴中加热,以除去过量氨水. 加热过程中要用玻璃棒搅拌以加快除去氨水速度. 为检验氨水是否除掉,可用PH试纸放于烧杯口看其颜色变化,如显中性则证明氨水已基本除去.除氨过程中之所以要用水浴加热而不直接加热是为了防止水和煤油蒸发,除去氨水的目的则是为了使水和煤油分层.分离过程是把上述溶液转移至量筒中或试管中,静止十几分钟后,可观察到溶液分为两层. 上层乌黑发亮的胶体溶液就是Fe3O4的煤油基磁性流体,它由Fe3O4磁性颗粒、活化剂油酸和基液煤油组成. 下层无色(或略有些颜色)透明的则是水和未反应完的少量FeCl2或FeCl3的水溶液. 用吸管吸取上层黑色的胶体溶液,就得到了想要的Fe3O4的煤油基磁性流体. 如果经过加热后的溶液静止十几分钟后不发生分层现象,则说明仍有氨水未除去,可将其再倒回烧杯中继续加热.(2)Fe3O4煤油基磁性流体的检测制得的磁性流体样品必须进行磁性能的检测说明其磁性.Fe3O4煤油基磁性流体稳定性的测定,采用最简单的方法,是把制备的样品靠近感到有明显吸力作用的磁铁旁,看是否具有磁性.已知Fe3O4的平均粒径D=50*10-9m, U油酸=282.46g/mole油酸=0.89 g/mol S油酸截面积=0.225nm2 e Fe3O4=5.18g/cm3五、思考题1、煤油和油酸在本实验中的用量是如何计算的?2、在实验的过程中是否可以先加入煤油和油酸后在磁力搅拌下一次性加入氨水?3、用什么方法提出和净化Fe3O4煤油基磁性流体?(计算制备1g的Fe3O4需要用油酸多少毫升,氢氧化钠多少克?)。
磁流体的制作过程
磁流体的制作过程磁流体是一种特殊的流体,其具有独特的磁性能。
制作磁流体的过程涉及多个步骤,需要精确的控制和处理。
本文将为您详细介绍磁流体的制作过程。
制作磁流体的第一步是选择合适的基础液体。
基础液体通常是一种无色透明的液体,常见的有水、油和有机溶剂等。
选择基础液体时需考虑其与磁性颗粒的相容性以及流体的稳定性等因素。
接下来,需要将磁性颗粒添加到基础液体中。
磁性颗粒通常是由铁、镍、钴等材料制成的微小颗粒。
添加的颗粒应具有较高的磁性能,以确保磁流体具有良好的磁响应性。
颗粒的添加量应根据具体需求进行调整,通常为基础液体的几个百分点。
在将磁性颗粒添加到基础液体中之前,需要对颗粒进行表面处理。
这一步骤的目的是增加颗粒与基础液体的相容性,并防止颗粒之间的聚集现象。
常用的表面处理方法有涂覆、偶联剂处理等。
在添加颗粒之后,需要进行充分的搅拌和混合。
搅拌的目的是使颗粒均匀分散在基础液体中,避免颗粒的聚集和沉积。
搅拌的时间和强度应根据颗粒的尺寸和浓度来确定。
混合完成后,磁流体需要经过一定的处理和调整。
这一步骤通常包括调整流体的粘度、稳定性和磁性能等。
粘度调整可以通过添加增稠剂或稀释剂来实现,以满足不同应用场景的需求。
稳定性的调整可以通过添加表面活性剂或分散剂来防止颗粒沉积和聚集。
磁性能的调整可以通过改变颗粒的类型、尺寸和浓度等来实现。
制作完成的磁流体需要经过严格的质量检验和测试。
常见的测试方法包括测量磁流体的磁感应强度、磁导率和磁饱和度等。
这些测试结果将用于评估磁流体的品质和性能是否符合要求。
磁流体的制作过程是一个复杂而精细的过程,需要精确的控制和处理。
通过选择合适的基础液体、磁性颗粒的表面处理、搅拌和混合、以及对流体的处理和调整等步骤,可以制备出具有良好磁性能的磁流体。
这种磁流体在电磁器件、传感器、医疗设备等领域具有广泛的应用前景。
磁流变体(MRF)材料的制备及性能研究
上海应用技术学院
2020/2/29
上海应用技术学院
2020/2/29
上海应用技术学院
2020/2/29
上海应用技术学院
1.实验方法
• 测试及仪器: • 一,零场粘度:NDJ-1旋转式粘度计测试 • 二,颗粒形貌及粒度分析:TCXA-33电子探测针 • 三,MRF力学性能:MRTS-01磁流变体力学性
能测试仪
• 四,沉降稳定性:MRF澄清层与总体积的商除以 澄清时间得到
• 五,磁悬浮性:4.5A电流通过螺线管产生垂直磁 场下测定
为粘度,r为磁性粒子的半径。 • 讨论:磁性粒子过细会影响MRF的流变性,因此还要借助适量的添加
剂的增粘作用来改变MRF的沉降稳定性。实验表明,凡能增加MRF 的粘度的,其沉降稳定性也有所提高。但是在实际应用中,对MRF的 零场粘度也有一定限制,因此添加剂必须适量。
2020/2/29
上海应用技术学院
1.实验方法
试剂:羰基铁粉,硅油,烃油,有机羧酸,偶联剂, 聚乙二醇(PEG),二硫代烷基磷酸盐,无水乙醇, 异丙醇,丙酮,
2020/验方法
制备过程:称适量羰基铁粉于不锈钢罐中,配置一定浓 度的表面活性剂溶液与铁粉混合,在电动搅拌机上搅拌 10min,一定温度下超声波分散20min,在行星球磨机 上一定转速一定时间的球磨,取出后于真空干燥箱内烘 干,加入一定量硅油或者烃油搅拌,超声波分散20min, 于球磨机上球磨后即得所需样品。
2.结果及讨论
三,剪切力(shear stress) 由图看出,当剪切率>50/s时,剪切力随剪切率
(shear rate)增大变化很小,而只与磁场强度的 大小有关。剪切力随着磁场强度的增大而增大, 直到磁感应强度达到0.5T时没有出现磁饱和现象, 随磁感应强度增大而增大的趋势仍然很明显。
纳米磁流体制备工艺
1、取200mL去离子水,加几滴盐酸搅匀,使PH≈4.5,以增强Fe2+抗氧化能力,
得到A溶液。
2、将2.5g的FeCl2·4H2O和3.7gFeCl3·6H2O分别加入到A溶液中搅拌溶解,当
其充分溶解后过滤,去除残渣,防止对后面的反应形成干扰。
得到B溶液。
3、将5gNaOH溶入到50mL去离子水中形成C溶液。
4、将溶液B水浴加热到45℃并且恒温,边搅拌边加入溶液C,首先是形成棕红
色的沉淀,这时发生的反应为:
FeCl2+ 2FeCl3+8NaOH= Fe(OH)2+2Fe(OH)3+8NaCl 随着NaOH加入量的增加,溶液瞬间会变黑:
Fe(OH)2+2Fe(OH)3=Fe3O4↓+4H2O
由此可见,Fe3O4颗粒的生成实质是分两步完成的,为了防止Fe(OH)2的氧化,应该快速加入NaOH溶液,适当过量,调节PH值达到11,强力搅拌30min 后过滤。
5、用300mL、70℃的去离子水将Fe3O4沉淀从滤纸上洗下来,充分搅拌10min,
再超声分散10min,以免Fe3O4团聚,随后冷却到50℃以下过滤。
反复清洗过滤至少3次后清洗掉溶液中多余的离子,使pH=7。
6、将4g油酸钠加入到200mL水中,搅拌至油酸钠全部溶解,适当加热以加快
溶解速度,过滤一次后留下滤液。
7、将之前制好的Fe3O4铁粉加入到油酸钠溶液中,超声分散的同时搅拌10min,
再机械搅拌6h以上,将其浓缩到体积160~170mL。
磁流体制备及性质研究
3 样 品分 析 与 实验 测 量
3 I 宏 观表征 .
2 磁 流 体 的制 备
方法 : 化学 共沉 淀法.
分别 用 F C 和 F S 提 供 二 价铁 离 子 , eI eO 按 同样 的步 骤进行 了 2次 实 验 , 备 出 的样 品 宏 观 制
在 目前 的磁流 体 制 备技 术 中 , 在 着 磁 性 纳 存 米颗 粒 的磁性 、 面活性剂 的用 量 、 表 磁流体 本身 的
磁铁 沉 降 , 去上层 清液 后 多次 用 1 除 5mL氨 水
2 5mL 离 子 水 洗 涤 , 至 p 值 约 为 9 1 . 8 去 直 H ~ 0
上表 现 为 黑 色 、 透 明 液体 .所 得 的样 品 在 磁 场 不
“ 7 全 国高 等 学 校 物 理 实 验 教 学 研 讨 会 ” 文 第 届 论 收 稿 日期 :o 2o -9 修 改 日期 :0 20 -6 2 1 -52 ; 2 1-70 基金项 目: 国家 自然 科 学 基 金 理 科 物 理 学 基 地 (0 1 ; 国科 学 技 术 大 学 教 学 项 目(0 1 2 1) 中 21) 作 者 简 介 : 晓龙 (9 O )男 , 宁 大 连 人 , 国科 学 技 术 大 学 物 理 学 院 2 0 级 本 科 生 . 刘 19一 , 辽 中 09 通 讯 作 者 : 增 明 (9 6 )男 , 徽舒 城 人 , 张 16一 , 安 中国 科学 技 术 大 学物 理 学 院 副 教授 , 士 , 事 表 面 物理 和高 压 物 理研 究. 博 从
第3 2卷 第 8期
21 0 2年 8月
物 理
实 验
Vo . 2 NO 8 13 .
磁流体技术
磁流体技术磁流体技术是一种新型的智能材料技术,它将磁性粒子与液体相结合,形成了一种可以通过外部磁场控制的特殊流体。
这种流体具有许多优异的物理和化学特性,可以应用于多个领域,包括机械、电子、医疗等。
下面我们将详细介绍磁流体技术的原理、制备方法、应用以及未来发展前景。
一、磁流体技术的原理磁流体是由微米级别的铁氧化物或铁粉等磁性粒子组成的液态介质。
这些粒子在外部磁场作用下会发生定向排列,并形成链状结构,从而使整个液体呈现出类似固态材料的特性。
这种特殊的结构使得磁流体具有许多优异的物理和化学特性,如可控变形、可控黏度、可控导电性等。
二、磁流体技术的制备方法1. 化学合成法:该方法通过溶胶凝胶法或共沉淀法等化学合成方法来制备纳米级别的铁氧化物或铁粉等磁性粒子,然后将其与液体相混合,形成磁流体。
2. 机械法:该方法通过机械粉碎等机械方法来制备微米级别的铁氧化物或铁粉等磁性粒子,然后将其与液体相混合,形成磁流体。
3. 离子注入法:该方法通过离子注入技术来将磁性离子注入到液态介质中,从而形成磁流体。
三、磁流体技术的应用1. 机械领域:利用磁流体的可控变形特性,可以制备出具有可控变形能力的机械零件,如可变形机械臂、可控变形传动装置等。
2. 电子领域:利用磁流体的可控导电性特性,可以制备出具有可控导电能力的电子元件,如可控导电屏幕、可变电感器件等。
3. 医学领域:利用磁流体的生物相容性和可控黏度特性,可以制备出具有生物医学应用价值的医学材料和器件,如药物输送系统、人工关节润滑剂等。
四、磁流体技术的未来发展前景随着科技的不断进步,磁流体技术将会得到更广泛的应用和发展。
未来,磁流体技术有望在以下方面得到进一步发展:1. 制备方法的改进:目前,磁流体制备方法还存在一些问题,如粒子分散度不高、稳定性差等。
因此,未来需要通过改进制备方法来提高磁流体质量和稳定性。
2. 应用领域的拓展:目前,磁流体主要应用于机械、电子和医学领域。
磁流体制作方法
磁流体制作方法磁流体是一种由磁性颗粒和稳定的液体组成的复合材料,可以被磁场控制。
它有广泛的应用领域,包括在机械、医疗、环境和航天等领域中。
在这篇文章中,我将介绍几种磁流体的制作方法。
1. 化学合成法化学合成法是制备磁流体的最常用方法。
该方法涉及将磁性粒子与溶剂和表面活性剂混合在一起,通过化学反应产生磁流体。
在这个过程中,金属盐会在表面活性剂的作用下与还原剂反应,形成细小、均匀的磁颗粒。
随着时间的推移,这些颗粒形成聚集体。
最终形成一个可以被磁化的磁流体。
2. 柔性生长法柔性生长法是一种两步法,首先在金属盐和表面活性剂的存在下生长大颗粒,然后经过适当的处理使它们分散为小颗粒。
在这个过程中,金属离子在水相中逐步聚集并与表面活性剂配合形成胶束结构。
在加热脱水过程中,表面活性剂与水分解,胶束结构分裂,并沉淀出球形颗粒。
这些颗粒具有一定的尺寸分布,可以用于制备磁流体。
3. 水热法水热法是一种将金属离子通过控制反应条件在有机胶体中形成的方法。
在这个过程中,金属离子和表面活性剂经过氢氧离子催化反应(即水解性能)干预,形成晶体颗粒,这是该方法中的关键步骤。
将产生的固体颗粒悬浮在水中,并通过几个步骤来形成磁性颗粒。
这些颗粒可以用于制备磁性流体。
4. 聚合物包裹法聚合物包裹法是将磁性颗粒包裹在聚合物基质中的一种方法。
在这个过程中,磁性颗粒首先与聚合物单体混合,然后在聚合过程中逐渐形成聚合物包裹的磁性颗粒。
这种方法有助于提高磁流体的稳定性和分散性。
5. 机械合成法机械合成法是一种通过磁场引导磁性颗粒沉积并形成磁流体的方法。
在这个过程中,磁性粒子和溶剂在磁场下受到引力,导致它们沉积在特定的区域而不是像其他物理或化学方法那么均匀地分布在液相中。
这种方法可以生产高浓度的磁流体。
总之,以上是几种制备磁流体的方法。
每种方法都有其优缺点和适用范围。
因此,选择正确的磁流体制备方法非常重要,并需要考虑应用领域、磁流体性质、工艺条件等多个因素。
一种磁流体的制备方法及其制备的磁流体[发明专利]
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710307740.3(22)申请日 2017.05.04(71)申请人 绵阳市宏扬科技有限公司地址 621000 四川省绵阳市高新区辽宁大道旁(72)发明人 殷柳 付秀梅 刘辉 (74)专利代理机构 成都九鼎天元知识产权代理有限公司 51214代理人 卿诚 沈强(51)Int.Cl.H01F 1/44(2006.01)H01F 41/02(2006.01)(54)发明名称一种磁流体的制备方法及其制备的磁流体(57)摘要本发明公开了一种磁流体的制备方法及其制备的磁流体,目的在于解决在加入油酸对磁性颗粒进行改性时,油酸过量,没有对磁性颗粒进行单层包覆后续处理的问题。
该制备方法包括如下步骤:磁粉制备、磁粉单层包覆、磁体分散。
本发明在磁性颗粒表面成功接枝疏水性表面活性基团,改变了磁性颗粒的表面活性,并对磁性颗粒进行了单层包覆处理,有效避免油酸过量的问题,具有较好的效果。
同时,本发明提供一种含第二表面活性剂的磁流体,通过对组分的调整,有效避免了有毒有害物质的使用,绿色环保,适应性广,可用于多种磁流体基液的分散,应用前景好。
权利要求书1页 说明书5页 附图4页CN 107039139 A 2017.08.11C N 107039139A1.一种磁流体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)磁粉制备将Fe 3+与Fe 2+按摩尔比1:1.5~2配成溶液,并向其中加入浓氨水,直至黑色沉淀完全生成为止,得到第一黑色沉淀溶液;(2)磁粉单层包覆将所得第一黑色沉淀溶液快速升温至80~100℃,并向其中加入油酸和低碳烷烃,搅拌至溶液明显分层,并采用磁倾析的方法得到磁流体液,将磁流体液进行离心、去离子水清洗、有机溶剂絮凝后,再进行低温真空烘干,即得单层包覆的磁粉;(3)磁体分散称取步骤(2)所得单层包覆的磁粉,并在常温下将单层包覆的磁粉加入基液中,搅拌分散至无沉淀,再进行离心,离心后倒出的液体即为磁流体;或称取步骤(2)所得单层包覆的磁粉,并在常温下将单层包覆的磁粉搅拌分散在中间液中,得到第二中间溶液,并将第二中间溶液迅速升为至140~170℃,再向其中加入聚异丁烯丁二酰亚胺、基载液,搅拌混合均匀,至中间液完全挥发后,冷却至室温,再进行离心,离心后倒出的液体即为磁流体。
详细工艺配方的神奇铁磁流体探索
详细工艺配方的神奇铁磁流体探索1. 神奇铁磁流体的介绍和基本概念铁磁流体是一种特殊的材料,具有磁场响应能力。
它由微小的铁磁颗粒悬浮在稳定的液体介质中构成。
这些颗粒在外加磁场的作用下会发生磁化,从而使整个流体具有磁性。
铁磁流体具有很多独特的性质和潜在应用,因此对其详细的工艺配方和探索十分重要。
2. 神奇铁磁流体的制备工艺2.1 成分选择与配比制备铁磁流体的第一步是选择合适的成分并制定适当的配比。
主要成分通常包括铁磁颗粒、分散剂、溶剂和稳定剂。
其中,铁磁颗粒是决定铁磁流体磁性能的关键因素,可以根据具体需求选择不同类型和尺寸的颗粒。
分散剂的作用是防止颗粒凝聚并维持流体的稳定性。
稳定剂则可以提高铁磁流体的抗氧化、抗腐蚀性能。
2.2 制备过程和条件控制铁磁流体的制备过程一般包括混合、分散和均质化。
将铁磁颗粒与其他成分混合,并加入适量的溶剂。
接下来,通过搅拌和分散设备,将颗粒均匀分散在溶剂中,以避免颗粒的聚集。
对混合物进行均质化处理,使颗粒的尺寸和分布更加均匀。
制备过程中的温度、搅拌速度和时间等参数需要精确控制,以获得高质量的铁磁流体。
3. 神奇铁磁流体的应用领域3.1 电磁设备铁磁流体作为一种具有可控磁性的材料,在电磁设备领域有着广泛的应用。
它可以用于制作磁阻器、磁流变液体等电磁元件,通过改变磁场的强度和方向来实现对电流的调节和控制,从而实现电磁设备的高效运行。
3.2 生物医学领域铁磁流体在生物医学领域也有着广泛的应用前景。
通过将生物活性物质与铁磁颗粒结合,可以制备出具有靶向治疗功能的药物送达系统。
铁磁流体还可以用于磁共振成像(MRI)和磁导航等医学检测和治疗技术中,为诊断和治疗提供更准确的信息。
3.3 光学和能源领域铁磁流体的光学性质以及在太阳能电池和催化剂中的应用也备受关注。
通过调控铁磁流体的磁性和光学性质,可以开发出新型的光学器件和光学储存材料,为光学通信和信息存储等领域提供更多选择。
4. 神奇铁磁流体的前景和展望铁磁流体作为一种具有优异性能和广泛应用前景的材料,正在逐渐引起人们的关注。
磁流体的制备及其应用前景
磁流体的制备及其应用前景磁流体是一种具有特殊性质的材料,在多个领域都有广泛的应用前景。
例如在医学图像学、传感器领域、液压调节系统等方面都有重要的应用。
下面将介绍磁流体的制备方法以及其在各领域中的应用前景。
一、磁流体的制备方法目前制备磁流体主要有两种方法:一种是在无磁场下合成,另一种则是在外加磁场的条件下制备。
在无磁场下制备磁流体需要较高的温度和化学反应条件,通常采用化学共沉淀法和微乳化法。
化学共沉淀法是指将金属盐和还原剂同时加入到溶液中,将金属离子还原为微米级的粉末,再通过DEA(二乙酰丙酮)等分散剂使颗粒稳定分散。
微乳化法则是在微乳化剂的作用下,在水-油接面处形成很小的反应空间。
在外加磁场的条件下制备磁流体通常采用的是单相反应法和双相反应法。
单相反应法是指,将磁性反应物与非磁性反应物一起加入到溶液中,在外加磁场的条件下进行反应,形成磁性纳米粒子。
双相反应法是将磁性物质与非磁性物质分别溶解在不同的溶液中,然后将两种溶液混合,在外加磁场的条件下形成磁性纳米粒子。
二、磁流体在医学图像学中的应用前景磁流体在医学图像学中有着广泛的应用前景。
通过磁共振成像技术(MRI),可以将磁流体注射到人体内部,根据其在磁场中的反应,获取不同组织部位的分辨率更高的成像。
因此,磁流体在诊断肿瘤、炎症、血栓等方面具有很大的潜力。
此外,磁流体的超顺磁性和磁可控性还可用于靶向治疗和供药。
三、磁流体在传感器领域中的应用前景在传感器领域,磁流体的应用前景主要体现在高灵敏度磁场传感和应力传感方面。
通过在磁场中测量磁流体的磁特性,可以获取非常精确的磁场强度、磁场方向等信息。
同时,磁流体的组成可以被设计用于特定的应力测量,例如可用于制作防伪标签、高精度磁力计、地震和磁力测量仪等。
四、磁流体在液压系统中的应用前景在液压系统中,磁流体可以被用于液压密封、液压增压等方面。
由于磁流体的磁性和液体的黏性,磁流体可以在液压泵中启用,进而实现能量的传输和转换。
磁流体的制备及其生物医学中的应用研究
磁流体的制备及其生物医学中的应用研究磁性材料是一类在电磁场作用下具有磁性的材料,磁性材料包括铁磁体、亚铁磁体和顺磁体三类。
其中,磁流体是一种非常特殊的铁磁体,可以将磁性材料和流体两种物质的性质结合在一起。
因此,磁流体在医学检测、药物传递和分离、热疗等领域中具有广泛的应用前景。
本文将介绍磁流体的制备方法和其在生物医学中的应用研究进展。
一、磁流体的制备方法磁流体的制备方法非常多样,常见的制备方法包括机械法、溶胶凝胶法、共沉淀法、沉淀法、水热合成法、微乳液法等。
其中,共沉淀法是最常用的制备方法之一。
共沉淀法是指将不同金属离子在化学反应过程中凝聚成颗粒,并通过控制反应条件来调整颗粒的大小和形状。
磁流体的制备过程一般是将铁盐和氧化物在水溶液中共存的情况下,施加一定的氧化还原反应,使得铁离子还原,并与氧化物形成磁性的Fe3O4颗粒,最后将颗粒经过特殊处理,即可获得纳米级的磁流体。
二、磁流体在生物医学中的应用研究进展1、医学检测磁流体具有良好的磁性和荷电性质,可以被外加的磁场、电场等力场所控制,这为其在医学检测中的应用提供了极大便利。
目前磁流体在医学检测领域的应用主要有两个方面:磁共振成像和磁免疫分析。
磁共振成像是通过磁性材料在磁场中的响应进行成像,既可直接成像,也可间接成像。
通过将磁流体注射到人体内,可以实现对器官、肿瘤、血管等疾病进行高分辨率的影像学观察。
磁免疫分析是将磁性材料作为标记分子,与生物大分子特异性结合,改变大分子的磁性,通过检测磁性信号的强弱,来诊断疾病或者测定生物分子的含量。
2、药物传递和分离磁流体不但可以被磁场所控制,同时具有很高的表面积、亲水性和生物相容性,因此可以在药物传递和分离领域中发挥重要作用。
通过将药物与磁性颗粒结合,使得药物能够由磁场所引导的微流、声波等外场作用下,准确地从血液中输送到病灶区域,从而将给药量减少到最低。
3、热疗磁流体另一个重要的应用领域是磁热疗法。
在这里,磁流体的磁性质被转化成磁热性质,即通过磁场激发磁性颗粒发热进行治疗。
磁流体的实验室制备方法制备
磁流体的制备磁流体,又称磁性液体、铁磁流体或磁液,是一种新型的功能材料,它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。
此法通常是将Fe2 + 、Fe3 + 的可溶性盐配成溶液,然后按照1∶2 或更高的摩尔比例将Fe2 + 和Fe3 + 的两种溶液混合,用碱作为沉淀剂,将混合溶液中的Fe2 + 和Fe3 + 共同沉淀出来,沉淀转化为Fe3O4 后,经过滤、洗涤、干燥得到纳米级Fe3O4 .主要的反应为:Fe2 + + 2Fe3 + + 8OH—Fe3O4 ↓+ 4H2O制备过程是将沉淀剂滴入(加入) 到Fe2 + 和Fe3 + 的混合溶液中,形成强碱性环境(常被称为“正向共沉淀法") ,反应温度一般在70 -90 ℃之间,粒子的大小为几十纳米,形貌多为球形。
将Fe2 + 和Fe3 + 混合溶液滴入氨水溶液中(常被称作“反向共沉淀法”),得到25nm 左右的Fe3O4 纳米粒子.同样条件下,反向共沉淀法得到的Fe3O4 纳米粒子不仅小于正向共沉淀法得到的Fe3O4 纳米粒子,而且前者在交流电磁场中的热响应温度更高,有更好的生物应用潜力.共沉淀方法的最大优点是设备要求低、成本低、操作简单和反应时间短。
其主要不足是: (1) 得到的Fe3O4 纳米粒子间存在非常严重的团聚现象,产品粒径分布范围较宽.这是由于制备中经历氢氧化物胶体过程,加之Fe3O4 纳米粒子的磁性和纳米粒子的高表面能,致使产物粒子容易团聚。
(2) 制备必须在碱性条件下进行,而在此条件下Fe2 + 极易氧化为Fe3 + ,因而产物中的Fe2 + 与Fe3 + 比例很难准确地控制为1∶2 ,致使产物中或多或少存在杂相。
为减轻团聚现象,一些科研工作者以水和乙醇、水和聚乙二醇为反应介质,一定程度上防止了Fe3O4 纳米粒子的团聚.试剂&全家福分别称取2。
7g和5。
4g硫酸亚铁和三氯化铁.硫酸亚铁要多一些。
加热至50℃倒入适量无水乙醇.搅拌均匀趁加热的时候我们配一些(大概是100ml)10%稀氨水大家保护好自己的鼻子!把那些硫酸亚铁加到溶液中,搅拌均匀.接下来就是见证机器的时刻!在搅拌下加入稀氨水,至溶液PH值为9最后就变成了一坨黑色的液翔~在下面放一块磁铁会发现它很快地沉淀下来在烧杯下面垫一块磁铁(这好似为了防止倒水的时候把磁流体也带下去了),把水倒掉. 搞一点在表面皿上,拿一块磁铁就可以玩了。
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( 南京晓庄学院 化 学系 ,江苏 南京 20 1 ) F 流 体 , 波 法 能均 匀升 高体 系温 度 , 速铁 盐 的 水解 , 利 采 e0 磁 微 加 有
于形 成 小粒径 均分散 的铁磁 粒子 . 并将 产 物与传 统 方法化 学共 沉淀 法制备 的磁 流体进 行 了比较 . 采
收 稿 日期 :07—0 0 20 5— 8 修 改 日期 :07—0 20 6—1 2
基 金项 目 : 京 晓 庄 学 院青 年 专 项 资 助 项 目项 目编 号 :0 6 X 3 南 20N Y4
作者简 介 : 陈凯 , , 男 南京晓庄学院化学系教师 , 主要从 事信 息化 学、 计算化学研究.
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20 0 8年 5月
南 京 晓 庄 学 院 学 报
J OURN AL OF NAN I G AOZ JN XI HUAN UNI RST G VE I Y
Ma . 0 y 2 08 No.3
第3 期
磁流体 的微波法制备与表征
0 引言
磁流体又叫磁性液体 , 它是借助于表面活性剂的作用 , 将纳米磁性粒子高度均匀地分散在载液中形成的 稳定的胶体溶液 , 在重力 、 离心力和磁场力的作用下不凝聚也不沉淀利用磁流体既具有 固体磁性材料的磁 性, 又能像液体一样流动 , 其流动可由外加磁场定 向定位的特性 , 在细胞和病毒分离 、 向药物载体 、 靶 x射线 造影 剂 、 塞剂 等方 面均可 应用 . 栓 制备磁流体的方法有很多, 如化学共沉淀法 。 , J微乳液法 J机械球磨法 J水热法 等. , , 上述传 统方法反应时间长 , 制备工艺复杂 , 产率不高. 本文通过一种新颖简便的方法一微波法尝试磁流体的制备 , 实 验 结果表 明效 果很好 . 实 , 在 16 其 早 9 7年 N .H.Wiim 就报 道 了用微 波加 快化学 反 应的实 验结 果 , 后用 la s l 此 微波加快和控制化学反应就受到了人们的高度重视. 现在微波 已被广泛用于有机合成 、 石油化工 、 食品化工 、 医药化工等领域并产生了良好的经济效益. 研究微波与化学反应系统的相互作用的微波化学 , 近年来发展很 快, 并得到愈来愈多的关注 , 著名的 Ntr 杂志 20 年初一篇评论 讨论 了当前微波化学的优势和研究热 a e u 03 点. 波化学 在相关 产业 中的应用 可 以降低 能源 消耗 、 少 污染 、 良产 物特 性 , 微 减 改 因此 被誉 为 “ 色化 学 ” 有 绿 ,
透 射 电镜 , 外线快 速干燥 器 ( 7 -, 通科学 仪器 厂 ) 红 WS01南 .
12 磁 流体 的制备 .
12 1 微波法 制 备磁流体 ..
使用微波合成仪 , 在一定的压力条件下 , 于反应器的反应瓶中, 加入定量聚乙二醇( E 、 m 蒸馏水 , P G)2 L
溶解后加入 FC F C 混合溶液 , e1 和 e 1 滴加 3m lL的 N O o / a H水溶液 至反应混合液的 p H为 1 , 7 ̄ 反应 3在 5 C
中加 入定 量 聚 乙二醇 , 拌 , 应 即得 F, 磁 流体 . 搅 反 e0
12 3 产物 的干 燥 ..
将 上述 制 得 的湿 态 的亮黑 色浆 状 F , 粒子 拿 到红 外 干燥 箱 中干 燥 , e0 干燥 时 间视产 物 的颗 粒大 小 而定 .
大颗粒 所需 时间短 , 颗粒 所需 时间 长. 小
着 巨大的应 用前景 .
1 实 验 部 分
1 1 试 剂 与 仪 器 .
F C:・ H O,e 1 6 : N O 固体 ) 聚 乙二醇 ( = 0 0 , 次蒸 馏 水 , e 1 4 : F C,・ H O, a H( , M 40 ) 二 所用试 剂 均 为 分析 纯 ; 微
波合成仪 ( i oe, 国 C M公司) 磁力加热搅拌器 ( 81 Ds vr美 c E , 7 - 型) 超声波清洗器 ( Q 20 , K 25 B型) x衍射仪 , ,-
一
5 — 2
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8 . 得 棕黑 色产 物 即 为 F , 磁 流体 . s所 e0 1 2 2 化学 共沉 淀 法 ..
将 FC2 4 2 e 1 ・ H 0和 FC, 6 2 e1 ・ H 0按 n F ) n F¨ )= : 放入烧杯 中, (e : (e 21 加入数滴稀盐酸 ( 为了防止 F e 氧化成 F 。 , e )然后加 2 0m 去离子水 , 0 L 配制成稀溶液 ; 再取一定量 的 N O a H配制成等量稀溶液. 用搅拌 器( 转速为 20rmn 搅拌 FC ・ H 0和 F C,・ H 0混合液 , 0 i) / e1 4 2 e1 6 2 先取 1%体积分数 的 N O 0 a H倒入搅拌液 中, 中和加入的 H 1此时溶液颜色基本不变 , C. 然后将剩余的 N O a H倒入正搅拌的混合液中, 混合液 由橙红色 变成墨黑色 , 继续搅拌混合液 1 i, _2mn 用静置法以去离子水洗涤沉淀 4 —5次 , 即得 F, e 磁微粒. 向其 0 再
用 XR y衍射 分析 仪和 S M 分析 生成物 的结构和 粒径 分布 , -a E 并研 究反 应 时间 、 温度 、 面 活性 剂等 表
主要 工 艺参数 对磁流 体性 能 的影响 . 。 关键词:e0 磁 流 体 ; 波法 ; F 微 反应条 件优 化
中图 分 类 号 : 66 8 0 4 . 文献标识码 : A 文章 编 号 :09— 9 2 2 0 )3 0 5 0 l0 7 0 (0 8 0 — o 2— 4