[發(fā)明專利]一種魔芋基質(zhì)的磁性材料的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910272232.1
• 申請(qǐng)日: 2009-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN101710516A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃進(jìn);周少鋒;章橋新;劉露露;楊光正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F1/00
• 分類號(hào): H01F1/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁性材料的制備方法，屬于功能無機(jī)材料領(lǐng)域，也屬于納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

魔芋，別名蒟蒻、蒟芋、麻芋子，屬天南星科多年生草本植物。全世界已知的有130種，其中，我國是世界上最主要的魔芋生產(chǎn)國之一。魔芋屬的一些種類塊莖富含魔芋多糖，尤其是白魔芋、花魔芋品種含量高達(dá)50-65％。魔芋多糖又稱魔芋葡甘聚糖(konjacglucomannan，簡(jiǎn)稱KGM)，是由眾多的甘露糖和葡萄糖，以β-1，4-糖苷鍵連接起來的線性高分子化合物，葡萄糖和甘露糖的分子比為1∶1.5-1.7，分子量可高達(dá)10⁶道爾頓，黏度特高，溶于水，在水中膨脹度特大，具有特定的生物活性。由于魔芋葡甘聚糖具有水溶、持水增稠、穩(wěn)定、懸浮、膠凝、粘接、成膜等多種獨(dú)特的理化性質(zhì)而使它具有廣泛的應(yīng)用和開發(fā)價(jià)值，魔芋獨(dú)特的物理化學(xué)特性，尤其是其獨(dú)特的成膜性和流變學(xué)特性使得它在模板法合成納米材料及合成具有獨(dú)特功能的膜材料領(lǐng)域具有一定應(yīng)用潛力。

FeNi合金磁性納米材料因具有高飽和磁化強(qiáng)度、高居里溫度、低矯頑力、高磁導(dǎo)率和低磁各向異性常數(shù)等獨(dú)特的軟磁材料性能從而倍受人們的關(guān)注。以魔芋為基質(zhì)合成FeNi磁性納米粒子或磁流體，魔芋獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和化學(xué)物理特性在控制納米粒子形貌上具有重要研究?jī)r(jià)值，目前，對(duì)于以魔芋為模板合成納米材料的研究較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種魔芋基質(zhì)的磁性材料的制備方法，該制備方法安全、簡(jiǎn)單。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種魔芋基質(zhì)的磁性材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟：

1)FeNi磁性納米粒子的制備：按亞鐵鹽和鎳鹽∶魔芋∶水∶強(qiáng)還原劑的配比＝2～20mmol∶0.05～1.0g∶50mL∶1.0g～21.0g，其中亞鐵鹽占亞鐵鹽和鎳鹽總摩爾數(shù)的摩爾百分比為10％～90％；選取亞鐵鹽、鎳鹽、魔芋、水和強(qiáng)還原劑；

將亞鐵鹽、鎳鹽、魔芋和水混合攪拌分散20～60分鐘，于25～90℃加強(qiáng)還原劑在堿性條件下(pH值9～13)攪拌反應(yīng)5～60分鐘，冷至室溫，分別用水、無水乙醇進(jìn)行磁選分離清洗，室溫下真空干燥，得到以魔芋為模板合成的FeNi磁性納米粒子；

2)將FeNi磁性納米粒子和魔芋加入到水中，得到混合液；混合液中FeNi磁性納米粒子的質(zhì)量濃度為0.3～3.0wt％，混合液中魔芋的質(zhì)量濃度為5.0～25.0wt％；將混合液于40～90℃攪拌30～120分鐘，冷至室溫后倒入模具，轉(zhuǎn)入烘箱中在25～90℃條件下干燥6～24小時(shí)，得到一種魔芋基質(zhì)的磁性材料；

所述的亞鐵鹽為FeCl₂、FeSO₄、Fe(NO₃)₂、FeCl₂的含水化合物、FeSO₄的含水化合物或?Fe(NO₃)₂的含水化合物；

所述的鎳鹽為NiCl₂、NiSO₄、Ni(NO₃)₂、NiCl₂的含水化合物、NiSO₄的含水化合物或Ni(NO₃)₂的含水化合物；

所述強(qiáng)還原劑為水合肼、硼氫化鈉或次亞磷酸鈉。

所述攪拌的攪拌速度為100～1000轉(zhuǎn)/分鐘。

堿性條件為用堿調(diào)節(jié)pH值為9～13。堿為NaOH或KOH等。

本發(fā)明的有益效果是：魔芋作為一種線性高分子聚多糖，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和物理化學(xué)特性決定其為一種理想的模板劑，以魔芋為模板合成納米材料可解決納米顆粒尺寸、形貌可控和分散穩(wěn)定等問題；同時(shí)，以魔芋為基質(zhì)，合成出一種魔芋基質(zhì)的FeNi磁性材料，這種材料由于魔芋的存在可形成穩(wěn)定的磁流體。所合成魔芋基質(zhì)磁流體(即以魔芋為模板合成的FeNi磁性納米粒子)分散穩(wěn)定，不易沉降，通過清洗后所得的FeNi磁性納米材料大多為球形納米粒子，粒徑大小約50～100nm，分散良好，F(xiàn)eNi磁性納米粒子飽和磁化強(qiáng)度高，矯頑力較小，體現(xiàn)出了良好的軟磁材料特性；所合成的魔芋基質(zhì)的磁性膜材料，表面為片狀結(jié)構(gòu)，且其具有磁性。本發(fā)明制備工藝安全、簡(jiǎn)單有效、符合環(huán)保要求。

所合成的魔芋基質(zhì)的磁性材料可望廣泛應(yīng)用于磁流體、電磁屏蔽、磁催化、磁記錄、巨磁電阻材料以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1所得到的FeNi磁性納米粒子的FESEM圖。