表面活性剂二次包覆制备Fe3O4水基磁流体

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水基Fe3O4磁流体的制备和磁流体磁性粒子形成的影响因素

Ｊｌ．０６ｕｙ２０
水基Ｆ３４ｅ磁流体的制备和磁流体磁性粒子形成的影响因素０
徐艺丽，学勇于
（常熟理工学院机电工程系，江苏常熟２５０）１５０
摘
要：采用化学共沉淀法，选择ＮＯａＨ作沉淀剂在水溶液中共沉淀ＦＣｅ１ＦＣ３制备纳米级铁２和ｅ１，
维普资讯
第２Ｏ卷第４期２００６年７月常熟理Fra bibliotek工学院学报
ＪｕｎｌｏｈｎｓｕＩｓｔｔｏｅｈｏｏｙｏｒａｆａｇｈｎｔｕｅｆｃｎｌｇＣｉＴ
Ｖｏ，０Ｎｏ．ｌ２４
氧体磁性粒子的水基磁流体，探讨了温度、的过量比、应时间对磁流体基本性质的影响，碱反着重讨
论了磁性粒子形成的影响因素及其作用机理，对产品进行了性能测试。通过实验确定了制备小并粒径、强磁性、分散均匀的Ｆ３４性粒子的工艺条件：应时间３ｍｎ温度５ ℃，的过量比为Ｙｅ０磁反０ｉ，５碱
＝１４，ｅ１・Ｈ０和ＦＣ９Ｏ的数量比为３：。：ＦＣ２７ ’ ｅ１・Ｈ２２
关键词：化学共沉淀法；水基磁流体；铁氧体；性粒子磁中图分类号：Ｔ５６１ＱＳ．文献标识码：Ａ文章编号：１０２９（０６００６００８— ７４２０）４— ０８— ４
颗粒具有超顺磁性，因而它在声、、、、等方面显示出十分独特的物理特性… ，光电热磁因此磁流体的研究成为国内外热门研究课题，国外对磁流体的研究比较成熟，在现在国内也有许多高校及科研院所正在研究，多但

Fe3O4磁性纳米材料的制备及水处理应用进展

Fe3O4磁性纳米材料的制备及水处理应用进展Fe3O4磁性纳米材料的制备及水处理应用进展引言水污染是全球面临的重要环境问题之一，对人类健康和生态系统造成了严重威胁。

传统的水处理方法存在一些局限性，如高成本、低效率和后处理问题。

因此，开发高效、经济且环境友好的水处理技术变得至关重要。

磁性纳米材料由于其特殊的磁性和吸附性能，成为水处理领域的研究热点。

本文将介绍Fe3O4磁性纳米材料的制备方法及其在水处理领域的应用进展。

一、Fe3O4磁性纳米材料的制备方法1. 化学共沉淀法化学共沉淀法是制备Fe3O4磁性纳米材料的常用方法之一。

主要步骤包括：以Fe2+和Fe3+为原料，通过化学反应生成Fe3O4纳米颗粒的方法。

该方法简单、成本低，但纳米颗粒的尺寸和形状比较难控制。

2. 热分解法热分解法是通过将金属盐溶液加热至高温，使其分解并生成纳米颗粒。

通过控制反应条件可以调控纳米颗粒的形状和尺寸。

该方法制备的Fe3O4纳米颗粒具有较好的分散性和稳定性。

3. 微乳液法微乳液法是将金属盐和表面活性剂聚合生成混合物，通过加热和冷却过程形成纳米颗粒。

该方法制备的Fe3O4纳米颗粒具有狭窄的粒径分布和较高的比表面积。

以上三种制备方法各有优缺点，可以根据具体需要选择合适的方法制备Fe3O4磁性纳米材料。

二、Fe3O4磁性纳米材料在水处理中的应用1. 污染物吸附Fe3O4磁性纳米材料具有较大的比表面积和较高的吸附性能，可以在水中有效吸附污染物。

研究表明，Fe3O4纳米颗粒对重金属离子、有机物和染料等多种污染物具有良好的吸附效果。

此外，由于其具备磁性，可以通过外加磁场实现快速分离和回收。

2. 废水处理Fe3O4磁性纳米材料在废水处理中也有广泛应用。

例如，可以将其应用于废水中重金属的去除，通过控制材料的尺寸和比表面积，提高去除效率。

此外，在废水中加入Fe3O4磁性纳米材料还可以有效去除有机污染物和色素。

3. 磁性分离和回收由于Fe3O4磁性纳米材料具有磁性，可以通过外加磁场实现快速分离和回收。

纳米四氧化三铁及磁流体的制备

及磁流体的制备O4纳米Fe3实验原理一、纳米材料的尺寸效应头发红细胞细菌病毒血红素富勒烯纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于100 nm 以内的材料。

由于纳米尺寸所具有的特殊性，导致，进而产生许多特有的性质。

例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。

表面效应体积效应量子尺寸效应宏观量子隧道效应纳米材料的尺寸效应量变到质变实验原理二、磁性材料与纳米四氧化三铁本实验采用共沉淀法制备纳米FeO43实验原理三、共沉淀法制备Fe 3O 4共沉淀法: 将两种或两种以上金属离子组成一种可溶性盐溶液，然后加入一定量的某种沉淀剂，金属离子会以沉淀物的形式析出或结晶，接着对所得到的沉淀物进行脱水或热分解，就可以得到纳米微粉。

Fe 2+Fe 3+OH -Fe(OH)2Fe(OH)3FeOOH ++(形成共沉淀）Fe(OH)2+Fe(OH)3FeOOH +Fe 3O 4（pH<7.5)+Fe 2+Fe 3O 4+H +（pH>9.2)磁滞回线及磁分析仪图1 磁性纳米材料超顺磁性图解超顺磁性、饱和磁化强度及矫顽力实验原理四、磁流体纳米的磁性粒子包裹一层长链的表面活性剂，均匀的分散在基液中形成的一种均匀稳定的胶体溶液。

具有液体的流动性和固体的磁性----特殊的磁、光、电现象在光调制、光开关、光隔离器和传感器等领域有着重要的应用前景。

磁流体组成：由纳米磁性颗粒、基液和表面活性剂组成。

磁性颗粒：Fe 3O 4、Fe 2O 3等，基液：水、有机溶剂、油等，表面活性剂：如油酸等防止纳米粒子团聚。

磁流体推进器密封磁光开关高科技产品与科技强国本实验采用Fe 3O 4、水、油酸钠制备磁流体实验步骤一、纳米四氧化三铁颗粒的制备2.36 gFeCl31.96 g(NH4)2Fe(SO4)212ml 2M HCl 500 ml三口烧瓶搅拌滴加110 ml 2mol/L NH3•H2O40°搅拌20分钟反应液的颜色：棕黄→红褐→黑磁分离弃去清液去离子水洗涤至pH=7黑色四氧化三铁实验步骤二、铁磁流体的制备 3 g 油酸钠30 ml 水淡黄色透明的油酸钠溶液加热搅拌加入四氧化三铁颗粒剧烈搅拌倾析法弃去上层液体铁磁流体，用强磁铁吸引产物注意事项•由于反应物中含有氨气，具有挥发性，该实验需在通风橱中进行。

Fe3O4水基磁流体的制备与研究

—
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Ｋｅｒｓｙｒｔｅｍａｔｏｙｗａｄ：ｈｄｏｒｌｍｅｄ；Ｆ３ｇｅｃｆｉ；ｓｔｒｔｎｍａｎｔａｉｎｉｔｎｉ；Ｓ・ｈｈｅ０４ｍａｎｔｕｄａａｉｇｅｉｔｎｅｓｔｉｌｕｏｚｏｙＵ
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双层表面活性剂改性Fe304磁流体的制备

15科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 研究报告Fe 3O 4作为一种磁性纳米微粒,具有单磁畴结构,其矫顽力很高,用它制作磁记录材料可以提高信噪比,改善图象质量。

由于Fe 3O 4纳米粒子具有饱和磁化强度高等特点,故常用作磁流体的磁性粒子而将其制成磁悬浮液(即磁流体),它既有固体的强磁性又有液体的流变性,其流动性和分布可由外加磁场实施定向和定位控制,因此在真空密封、音圈散热、快速印刷、分选矿物、精密研磨、传感器和宇航技术等领域获得广泛的应用[1-2]。

它在医药中也有种种新奇的应用,如细胞磁分离、肿瘤的磁栓塞治疗、肿瘤的高热治疗、Ｘ射线造影剂、磁性靶向药物载体、视网膜脱离的修复手术、血流的磁测量、免疫测定等等。

因此,制备出强磁性、分散性较好的磁性粒子或磁流体是当今的关键问题。

目前,用于制备磁性Fe 3O 4纳米微粒的方法较多[3],如中和沉淀法、沉淀氧化法、水热反应法[2]、化学共沉淀法[3]等。

各种方法各有利弊,以化学共沉淀法最简洁。

本组成员曾用油酸单层改性Fe 3O 4纳米微粒[4],这种方法通常在聚合前需对Fe 3O 4微粒烘干,烘干时部分Fe 3O 4易被氧化,使其磁性衰减,因此本文采用化学共沉淀法制备磁性Fe 3O 4纳米微粒,以水和乙醇为分散介质,采用油酸和十二烷基苯磺酸钠双层表面活性剂对其表面进行改性,讨论了磁性Fe 3O 4纳米微粒双层活性剂的改性过程,并对其形态、结构、组成等进行了表征。

1 实验部分1.1材料FeCl 2.4H 2O:分析纯,沈阳市东兴试剂厂;FeCl 3.6H 2O:分析纯,沈阳试剂五厂;分析纯;十二烷基苯磺酸钠(SDBS):化学纯,上海化学试剂站;油酸:化学纯,上海试剂厂;氨水(质量分数为25%～28%):分析纯,吉林市龙潭试剂厂;二次蒸馏水,自制。

1.2磁性Fe 3O 4纳米微粒的合成及改性机理(1)纳米Fe 3O 4磁性微粒的合成原理将二价铁盐(FeCl 2)和三价铁盐(FeCl 3)按一定比例混合,加入沉淀剂(NH 3·H 2O),搅拌反应即得超微磁性Fe 3O 4微粒,反应式为8O H －＋Fe 2++2Fe 3+===F e 3O 4↓+4H 2O 由反应式可看出,反应的理论摩尔比应为Fe 2+∶Fe 3+=1∶2。

水基Fe3O4磁流体的制备工艺研究

ａｅｓｒｃｉｅｓｇａｅｔｎｕｓｈｆｅｓｒｉｇｎｄｓｍｍａｉｄｔｅａｐｏｒｔｐｅａａｉｎｃｎｉｏｓｏｒｐｒｇｔｅｗｔ－ａｅｇｅｃｆｉ：１Ｔｅｔｕａｄｐｎａｒｅｐｒｐｉｅｒｐｒｔｏｄｔｎｒｅａｉａｒｓｄｍａｎｔｕｄ（）ｈｚｈａｏｉｆｐｎｈｅｂｉｌｔｍｐｒｔｒｏｅｅｃｎｙｔｍｓｏｌｂｏｔｌｄｕｄｒ５ｒ）ｈｐｉｌｏａｅｏｕｙｓｌｎｃａｉｓｄｕｗｓＯ０３￣ｅｅａｅｆｈａｔｇｓｓｈｕｄｅｃｎｒｌｎｅ ℃：２Ｔｅｏｔｓｇｆａｒｌｕｆｉｃｏｉｕｔｒｉｅｏｅ３ｍａｄｌｏｄｍａ．００Ｏ０４／０ｍＬ（）ｈｐｉｌＨｆｒｔｅｆｓｐｃａｅｗｓ９１；４Ｗｈｎｔｅｇｔｅｇｙｏｕｅｓｔｅｓｒｃｃｉｅａｅｔｒｔｅ．０ｇ８；３Ｔｅｏｔｉｔａｋｇａ～（）ｅａｈｒｌｃｌｓｄａｕｆｅａｔｇｎ０ｍａｐｏｈｒＯｈ－ｈａｖｏｆｈｓｃｎａｋｇ，ｈｙｔｍｔｍｐｒｔｒｈｕｄｂｏｔｌｄａａｐｏｉｔｌ４￣；５Ｔｅｏｔｌｏａｅｏｅｓｒｃｃｉｅａｅｔｅｏｄｐｃａｅｔｓｓｅｅａｕｅｓｏｌｅｃｎｒｌｔｐｒｘｍａｅ０Ｃ（）ｈｐｉｓｇｆｈｕｆｅａｔｇｎｅｅｏｅｙｍａｄｔａｖ
ｍａｎｅｏ— ｐｔｃｌｆｅｔｅｃ．ｇｔｏｉａｅｃ，ｔＫｅｏｄｓａｙｏｄｕｕｌｎａｅ；ｐｏｌｔｙｌｎｅｇｌｏ；ｗａｅ－ｓｄｙｗｒ：ｌｕｒｌｓｉｍｓｆｏｔｙｅｈｅｙｃｌｔｒｂａｅ

SiO2表面包覆对Fe3O4磁性微球性能的影响

Ｈ／ＫＯｅ
图４Ｆ－ｇｅｌ，对’１和对’５的磁化曲线
甄ｇｕｒｅ４
Ｆ－．ｇｅｌ。心’１Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｅｕ．ｒｖｅ８ｏｆ
ａｎｄＦＳｏｊ
磁场强度／ｍＴ—— Ｔａｂｌｅ１
表１Ｆ－ｇｅｌ和巧的质量磁化率ＭａｓｓｍａｇｎｅｔｉｃｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙｏｆＦ－ｇｅｌａｎｄＦＳ
ｇｅｌ为球形结构，粒子大小比较均匀，粒径为１０ｎｍ一１２ｒｌｌｎ，这与ＸＲＤ计算结果相符合。
从图３还可以很明显看到ＦＳ的核壳结构，其磁性核由于电子束的强烈散射而呈现更深的颜色。大部分的ＳｉＯ：壳只捕获一个磁性核，Ｆｓ是球形而均一的，分散性好。随着ＴＥＯＳ量的增加，Ｆｓ的粒径从３２ｎｒｎ增大到８５ｎｍ，其表面随Ｓｉ０２壳层厚度的增加更加光滑。因此，可以通过简单地改变ＴＥＯＳ的用量有效调节ＳｉＯ：壳的厚度，以满足不同的要求。
…．．
质量磁化率／ｍ３·ｋｇ。１
Ｆ—ｇｄ
瑙ｏ·５
巧１‘ｏ
３００
４．１５３×１０。４１．１７０×１０‘４６．３４５×１０’５
３５０
３．５３７×１０。４１．１９６×１０—４５．６１９×１０—５
万方数据
———５１０．．——
合成化学
Ｖ０１．１８．２０１０
表ｌ是用古埃磁天平测定的纳米粒子在不同磁场强度下的质量磁化率。从表ｌ可以看出，Ｆ－ｇｅｌ和Ｆｓ都具有顺磁性，但ＦＳ的质量磁化率明显下降。
３结论
用化学共沉淀法制备了Ｆｅ，Ｏ。磁性纳米粒子，柠檬酸钠的表面修饰有效地控制了Ｆｅ，Ｏ。粒径并使其能在水相中稳定分散。碱催化正硅酸四乙酯水解、缩合，在Ｆｅ，０。表面均匀地包覆ＳｉＯ：，制备了粒径可控的核壳结构的Ｆｅ，Ｏ。＠ＳｉＯ：复合微球。研究结果表明Ｆｅ，０。＠ＳｉＯ：复合微粒是球形均一的，分散性好，通过改变ＳｉＯ：的壳层厚度可以得到尺寸和磁性可控的Ｆｅ，Ｏ。＠ＳｉＯ：复合微球，为其进一步的复合及生物应用奠定了基础。

《2024年Fe3O4磁性纳米材料的制备及水处理应用进展》范文

《Fe3O4磁性纳米材料的制备及水处理应用进展》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，Fe3O4磁性纳米材料因其独特的磁学、光学和电学性质，在众多领域中展现出巨大的应用潜力。

其中，Fe3O4磁性纳米材料在水处理领域的应用尤为引人关注。

本文将详细介绍Fe3O4磁性纳米材料的制备方法及其在水处理中的应用进展。

二、Fe3O4磁性纳米材料的制备Fe3O4磁性纳米材料的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法以及生物法等。

其中，化学法因其操作简便、成本低廉、产率高等优点，成为目前研究最为广泛的制备方法。

1. 化学共沉淀法化学共沉淀法是制备Fe3O4磁性纳米材料最常用的方法之一。

该方法通过将含有Fe2+和Fe3+的盐溶液混合，调节pH值，使Fe2+和Fe3+同时沉淀为Fe3O4。

通过控制反应条件，可以得到粒径大小、形态和磁性能不同的Fe3O4磁性纳米材料。

2. 微乳液法微乳液法是一种制备粒径小、分散性好的Fe3O4磁性纳米材料的方法。

该方法通过将含有Fe2+和Fe3+的溶液与表面活性剂和助表面活性剂混合，形成微乳液体系，然后通过调节反应条件使Fe2+和Fe3+在微乳液中沉淀为Fe3O4。

三、水处理应用进展Fe3O4磁性纳米材料因其良好的磁性能和较大的比表面积，被广泛应用于水处理领域。

其在水处理中的应用主要包括去除重金属离子、有机污染物以及用于废水处理等。

1. 去除重金属离子Fe3O4磁性纳米材料可以吸附水中的重金属离子，如Cu2+、Pb2+、Cd2+等。

通过磁性分离技术，可以将吸附了重金属离子的Fe3O4磁性纳米材料从水中快速分离出来，实现水体的净化。

此外，Fe3O4磁性纳米材料还可以与重金属离子发生化学反应，生成稳定的化合物，进一步降低水中的重金属离子浓度。

2. 去除有机污染物Fe3O4磁性纳米材料还可以吸附水中的有机污染物，如染料、油类等。

通过吸附作用和磁性分离技术，可以有效去除水中的有机污染物。

此外，Fe3O4磁性纳米材料还可以与过氧化氢等氧化剂发生协同作用，将有机污染物降解为低毒或无毒的化合物。

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影、为药物载体进行靶向治疗等。作在水基磁流体的二次包覆中，由于Ｆｅ微粒在水中带正电荷，次包覆往往选用阴离子表面活性剂，０首磁性粒子在首次包覆后是不稳定的，时表面活性剂的亲水基和Ｆ粒表面结合后，此ｅ０微疏水的烷基伸入水
流体，在化工、能源、冶金、保、环生物医疗等领域都有很多应用。例如在环保方面，基磁流体避免了有机水
溶剂对环境的污染；生物医学方面，基磁流体可用于固定蛋白质［示踪细胞［免疫分析、磁共振造在水６１、７１、核
摘要：以化学共沉淀法制备了Ｆ性微粒，以油酸为内层表面活性剂，别以乳化剂一００一０、温一０ｅ磁０并分１（Ｐ１）吐２
（一Ｏ、基酚聚氧乙烯醚（叮１）种非离子型表面活性剂进行外层包覆，备得到了双层表面活性剂修饰的Ｔ２）壬Ｏ『０三一制Ｆ基磁流体。过研究ｐ值、面活性剂包覆温度、类及用量对磁流体分散稳定性和磁性的影响。到了能ｅ水０通Ｈ表种得
关键词：酸；离子型表面活性剂；基磁流体：次包覆油非水二
中图分类号：６Ｏ１文献标识码：Ａ文章编号：１７ — ６７２１）３０４ — ５６２０８（０２０ — ０６０
磁性流体，又称磁流体，它是借助表面活性剂的作用，纳米级的磁性粒子均匀地分散在载液中．成稳将形定的胶体，在重力场或强磁场作用下保持长期的稳定性。磁性流体具有良好的流变性能和广阔的应用前景．是材料科学领域中最具有发展潜力的新型智能材料。按载液的不同，磁性流体可分为水基磁性流体和油基磁性流体１。而表面活性剂选择得好与坏直接影响着磁性超微粒子是否能均匀地分散在某种载液中形成稳
中，引起磁性粒子的沉降．以常用非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂进行再次包覆。再次包覆的表面所活性剂的亲水基伸入水中，而得到稳定的双层表面活性剂包覆的磁性粒子咧目前，于双层包覆的研究从。对
还不多。笔者用化学共沉淀法制备了Ｆ性微粒，以油酸为内层表面活性剂，别以乳化剂一０Ｏ一ｅＯ磁并分１（Ｐ
定的磁流体。基本准则是要求与载液相适应，具有永久吸附磁性微粒的特殊分子结构翻。
目前，国外对磁流体的研究较为成熟，国内也成功制备了很多，多数集中在油基磁流体方面。这主要但是因为常见的非极性磁流体如煤油基磁流体中，磁性颗粒只需进行表面活性剂的一次包覆，而极性载液磁流体如水基磁流体中磁性颗粒需要经过二次包覆，加颗粒的分散稳定性［增３１。水基磁流体是非常重要的一类磁
［稿日期］０１０ — ３收２１－９２【金项目】国家自然科学基金资助项目（１０１０；州科技学院研究生科研创新计划项目（ＫＸ１５）基５１３２）苏ＳＣ１Ｓ０６
１实验部分
１１主要试剂与仪器．
硫酸亚铁（ｅ７，化铁（ｅ１６）氢氧化钠（ａＨ）油酸，化？－ＯＯ－Ｏ，Ｆｓ・ＨＯ）氯ＯＦＣ。Ｈ０，・ＮＯ，乳￣Ｉ（ＰＩ）￣］￣Ｎ－０Ｔ２（
获得最佳性能的磁流体的实验条件，用透射电镜（Ｅ、外光谱、化率曲线进行表征，明该条件下制得的二并ＴＭ）红磁证
次包覆的Ｆ，流体饱和磁化率强度高且能在水中稳定分散。ｅ磁Ｏ
ＳＤ０２ｅ．２１
表面活性剂二次包覆制备Ｆ３４ｅ水基磁流体ｏ
陈恭一秀玲ｌ，刘勇健，银君，张利杰，，王＇２顾
（．州科技学院化学与生物工程学院，苏苏州２５０；．苏省环境功能材料重点实验室．苏苏州２５０）１苏江１０９２江江１０９
第２９卷第３期
苏州科技学院学报（自然科学版）
Ｖ１９Ｎｏ．ｏ２３
ａｃ。耵（ｔ１ｃｎ）ｏｎ。Ｓｚｕｎｅｉｆｃ。ｎＴｈ１Ｎｕｉｅｕａｈｖｙｅｄｅｎ。ａｍＳｅｅ
１）吐温一０Ｔ２）壬基酚聚氧乙烯醚（，１）０、２（一０、Ｏｒ０为外层表面活性剂，ｒ一制备得到了双层包覆的Ｆ流体；ｅ磁Ｏ
从ＤＨ值、面活性剂包覆温度、表种类和用量方面对磁流体性质的影响进行了研究，并用透射电镜（Ｅ、ＴＭ）红外光谱、化率曲线进行了表征。磁