felt3gtolt4gt纳米磁性液体的制备与表征

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1、摘要。磁性液体是一种人工合成的纳米材料，兼具有磁性和流动性，其独特的性能和广阔的应用前景，吸引了国内外众多的材料研究者。磁性液体的制备技术和应用是当前纳米材料研究的热点。鉴于此，本文研究了和优化了纳米磁性液体的制备工艺，合成了柴油基磁液和多种表面活性剂稳定的水基磁液，并采用多种测试手段对它们进行了结构和性能的表征。磁性液体的稳定性是磁流体的一项重要指标，也是磁流体研究的～个难点。本文选择了两种有代表性的体系一一聚电解质稳定磁液和离子型磁液作为研究对象，通过实验和理论分柝，对磁性液体稳定机理进行了研究，得出了有意义的结论。本文

2、以湿化学共沉淀法为基本原理，采用多种方法制备了Fe304纳米磁性液体，其中采用直接合成法和共沉淀一胶溶法制备了水基磁性液体，采用直接合成法制备了新型FeCl3稳定的离子型磁性液体，采用基液置换法和环己烷过渡一胶溶法制备了新型柴油基磁性液体。探讨了反应前驱溶液浓度，沉淀剂种类、用量和加入方式，表面活性剂种类、用量和加入时机，表面活性剂包覆时间。沉淀的洗涤和洗涤方式，分散方式及pH值等因素对磁液性能的影响，总结出一整套简单易行、成本低廉、便于产业化推广、科学合理的制备理论。实验研究了油酸、油酸钠、MN、SD一3四种表面活性剂以及

3、电解质FeCl3对Fe304磁粒进行表面改性的效果，发现聚电解质表面活性剂SD。3改性效果晟好，FeCl3改性的磁液也有良好的性能。摸索出了最佳的制备工艺条件：反应前驱溶液浓度在0．4mol／L或O．2mol／L，以氨水为沉淀剂，pH=9．4作为氨水滴加终点，油酸、油酸钠、MN改性磁液在pH=l，5左右稳定性最好，SD．3改性磁液在pH=9左右稳定性最好。本文利用x一射线衍射、电子显微镜、激光粒度&Zeta电位仪、电子衍射、高分辨电镜、红外光谱、振动样品磁强计等测试手段对制备的磁性液体进行了表征和分析。结果表明：制得的磁性液

4、体中的磁性粒子呈近球形，主流粒径在8-10rim，具有超顺磁性；水基磁液最长稳定悬浮达14个月，柴油基磁液最长稳定悬浮达11个月；纳米颗粒包覆良好，形成了完整的表面活性剂球状弹性外壳：颗粒结晶状态良好，晶格清晰规整。此外本文还自行设计了一套实验方法，测定了本研究体系Fe304粒子的等电点在8．5—9之间。本文研究了阴离子聚电解质表面活性剂稳定磁液以及离子型磁液的稳定机理。提出了聚电解质表面活性剂的稳定机制是静电稳定机制高分子表面活性剂的空间位阻和弹性位阻的综合作用机制，聚电解质的用量、液相的pH值、温度等因素对聚电解质在磁粒

5、表面的吸附行为和包覆效果产生影响。最佳的包覆条件为pH为9，温度为50℃，用量为0．9mL／80mL磁液(铁盐溶液浓度为0．4mol／L)。FeCl3稳定的离子型磁液的稳定机制为静电稳定机制，即FeCl3水解产生的Feo+吸附于Fe304颗粒表面，使颗粒表面带正电，进而吸附反离子形成双电层。双电层的排斥作用阻止颗粒接近，从而使磁液稳定。关键词：Fe304：离子型磁性液体；聚电解质；柴油；制备理论LU尔人学硕}：学仲沦史ABSTRACTMagneticfluidisakindofartificialnanosizedmater

6、ialwithmagnetismandfluidity，whichuniquepropertiesandwideapplicationhaveabsorbedagreatnumberofresearchers．Onefocusofthepresentresearchonnanosizedmaterialsisfixedonthepreparingtechnologyandapplicationofmagneticfluid，duetowhichthepaperpaidattentiontothefollowingwork：s

7、tudyingandimprovingpreparingprocessofmagneticfluids，synthesizingdieseloil—basedmagneticfluidsandwater-basedmagneticfluidsstabledbyseveralkindsofsurfactantsandcarryingoutcharacteristicsoffstructureandpropertiesofthepreparedmagneticfluids．Thestabilityisakeycharacteri

8、sticofmagneticfluidaswellasarubinresearchonmagneticfluid．inviewofwhichtwotypicalsystems--··polyelectrolytesurfactant··stabledmagneticfluidandioni