[發(fā)明專利]PVP包覆的磁性納米粒子及制備方法與應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710059525.2
• 申請(qǐng)日: 2007-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101121830A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程鵬;張明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開(kāi)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09C3/10
• 分類號(hào): C09C3/10;C09C1/00;H01F1/06
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 廖曉榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料科學(xué)領(lǐng)域，特別是一種使用高分子表面活性劑與普魯士藍(lán)類分子磁體發(fā)生嫁接，得到被高分子包覆的K_xM^II_y[Cr^III(CN)₆]_z型分子磁體球型的納米粒子及制備方法，可用于磁性材料學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于在新信息儲(chǔ)存材料方面具有廣大應(yīng)用前景，納米粒子的磁性研究目前研究得很廣泛。在納米粒子領(lǐng)域，由于納米粒子具有尺寸效應(yīng)，所以控制納米粒子的尺寸對(duì)于掌握和控制其磁性具有十分重要的作用。例如，減少鐵納米粒子的尺寸到臨界尺寸，其磁作用類型將發(fā)生從鐵磁性到超順磁性的轉(zhuǎn)變。由于普魯士藍(lán)類分子磁體具有一些十分優(yōu)秀的磁性能，比如室溫分子磁體，磁光學(xué)現(xiàn)象等，因此對(duì)它們的研究十分深入。使用六氰合鉻(III)離子作為陰離子斷片，可以有效地提高分子磁體的居里溫度。

迄今為止，關(guān)于普魯士藍(lán)類分子磁體納米粒子性質(zhì)研究的報(bào)導(dǎo)主要集中于某個(gè)具體的分子磁體，比如Fe₄[Fe(CN)₆]₃[Uemura，T.；Kitagawa，S.J.Am.Chem.Soc.2003，125，7814]，CsNi[Cr(CN)₆][Catala，L.；Gacoin，T.；Boilot，J.-P.；Riviere，E.；Paulsen，C.；Lhotel，E.；Mallah，T.Adv.Mater.2003，15，826.]等。然而，關(guān)于K_xM^II_y[Cr^III(CN)₆]_z(M^II＝Fe^II，Co^II)類分子磁體納米粒子的報(bào)導(dǎo)并不多見(jiàn)，并且關(guān)于這類磁體尺寸效應(yīng)的報(bào)導(dǎo)幾乎空白。研究此類納米粒子的尺寸效應(yīng)及其對(duì)磁性的影響，不僅可以豐富人們對(duì)納米粒子磁性的認(rèn)識(shí)，而且可以提供控制分子磁性的經(jīng)驗(yàn)。這類分子磁體的納米粒子在材料學(xué)方面將具有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種采取高分子做保護(hù)劑和分散劑，使用高分子表面活性劑與普魯士藍(lán)類分子磁體發(fā)生嫁接，得到被高分子包覆的具有依賴于尺寸的分子磁體納米粒子及制備方法與用途。

本發(fā)明公開(kāi)了一種PVP包覆的磁性納米粒子，其特征在于它的化學(xué)式為K_xM^II_y[Cr^III(CN)₆]_z·nH₂O·mPVP；其中，M^II為Fe^II或者Co^II，PVP為聚乙烯吡咯烷酮。

本發(fā)明還公開(kāi)了上述分子磁體的納米粒子的制備方法，其特征在于它包括下述步驟：

1)將FeCl₂·4H₂O或者CoCl₂·6H₂O與以單體計(jì)算的PVP按照摩爾比1∶40-110的比例混合，加入適量的水使得Fe²⁺或者Co²⁺分別為2.5mmol/L；

2)將濃度為10.0mmol/L的K₃[Cr(CN)₆]·2H₂O水溶液加入至上述水溶液中，使得最終溶液中，Co²⁺或者Fe²⁺＝[Cr(CN)₆]³-＝2.0mmol/L；

3)將上述所得溶液放置于干燥，陰涼的暗處放置三至四天，將所得沉淀用丙酮洗滌三至四次后離心，放于真空干燥器，干燥二至三天后得到目標(biāo)產(chǎn)品。

本發(fā)明PVP包覆的磁性納米粒子是作為磁性材料使用的。

本發(fā)明使用PVP作為保護(hù)劑和分散劑，合成出含二價(jià)過(guò)渡金屬(Fe或Co)的分子磁體納米粒子。磁性測(cè)試表明，當(dāng)PVP與二價(jià)金屬離子在合成時(shí)的比值為50∶1和100∶1時(shí)，由于納米粒子尺寸的降低，導(dǎo)致其摩爾磁化率降低，并且使其磁飽和強(qiáng)度降低。相反地，由于納米粒子尺寸的降低，分子磁體的尺寸接近于臨界尺寸，磁化過(guò)程中克服的能量多用于直接翻轉(zhuǎn)磁矩，使得納米粒子的矯頑力增加。