[發(fā)明專利]超疏水磁性粉末的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010271708.2
• 申請(qǐng)日: 2010-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101912964A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘欽敏;祝青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F1/00
• 分類號(hào): B22F1/00;H01F1/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及疏水材料的制備方法。

背景技術(shù)

超疏水材料在工業(yè)農(nóng)業(yè)和國(guó)防等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，最近，其超疏水和超親油的性能更是在環(huán)境保護(hù)中受到關(guān)注。超疏水材料主要制備原理包括對(duì)粗糙表面用低表面能物質(zhì)進(jìn)行修飾，或者在低表面能物質(zhì)上構(gòu)建粗糙表面。在超疏水材料的制備方法上主要有模板法、刻蝕法、氣相沉積法和光化學(xué)法等等，但這些方法都存在著操作復(fù)雜，條件要求苛刻，儀器設(shè)備復(fù)雜等缺點(diǎn)。目前，超疏水材料主要應(yīng)用在材料表面自清潔、防污染等領(lǐng)域。而在環(huán)境保護(hù)和油水分離方面的應(yīng)用還沒(méi)有考慮超疏水材料在實(shí)際應(yīng)用方面的可操作性和快捷性。

ANGEWANGTE?CHEMIE-INTERNATIONAL?EDITION雜志(2004，43，2012-2014)曾報(bào)道過(guò)的一篇采用噴涂法制備的超疏水和超親油的一種表面膜。此種方法使用的材料設(shè)備復(fù)雜，制備過(guò)程和方法復(fù)雜難操控，同時(shí)制備的超疏水表面膜在實(shí)際應(yīng)用中缺乏可操作性。

Nature?nanotechnology雜志(2008，3，332-336)曾報(bào)道了一篇使用MnO2納米線制成的薄膜具有超疏水和超親水可控效果的性能，而且此薄膜可以吸附較材料本身20倍重的有機(jī)物。這種具有可控性的納米薄膜可以選擇性吸附不同的有機(jī)物，但在實(shí)際使用中不適合大規(guī)模大面積的處理，實(shí)際可操作性較差，而且回收吸附有機(jī)物的薄膜也是一個(gè)難點(diǎn)。

綜上所述，現(xiàn)有方法制備的超疏水材料存在工藝復(fù)雜、難以分離的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為了解決現(xiàn)有方法制備的超疏水材料工藝復(fù)雜、難以分離的問(wèn)題；而提供超疏水磁性粉末的制備方法。

本發(fā)明中超疏水磁性粉末的制備方法是按下述步驟進(jìn)行的：一、將磁性粉體置于含有能與磁性粉體發(fā)生置換反應(yīng)的金屬離子鹽的溶液中，溶液中金屬離子的濃度為0.01～1.0mol/L，室溫下攪拌反應(yīng)1～60min，然后用去離子水洗滌至pH值為中性，烘干；二、將經(jīng)步驟一處理的磁性粉體置于濃度為0.01～1.0mol/L月桂酸溶液中浸泡0.5h～2h，月桂酸溶液中的溶劑為乙醇、甲醇、丙酮或甲苯，過(guò)濾后烘干得到超疏水磁性粉體材料。該方法具有超疏水和超親油的特征。利用此方法制成的超疏水磁性材料可以在磁場(chǎng)作用下快速分離水和疏水性有機(jī)物。本發(fā)明采用的原材料價(jià)格低廉，制作方法簡(jiǎn)便，用磁鐵等可將吸附有機(jī)物的超疏水磁性材料快速分離出來(lái)，使用便捷，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明超疏水磁性粉末的制備方法還可按下述步驟進(jìn)行的：步驟一、將醋酸鐵、醋酸鈷或醋酸鎳置于石英管中，在空氣或氬氣氛中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為300～800℃，燒結(jié)時(shí)間為1～24小時(shí)，然后冷卻，得到黑色粉末；步驟二、將步驟一得到的黑色粉末置于濃度為0.01mol/L～1.0mol/L有機(jī)硅氧烷溶液中浸泡0.5h～2h，有機(jī)硅氧烷溶液中的溶劑為乙醇、甲醇、丙酮或甲苯，然后過(guò)濾，烘干后得到超疏水磁性粉末。該方法具有超疏水和超親油的特征。利用此方法制成的超疏水磁性材料可以在磁場(chǎng)作用下快速分離水和疏水性有機(jī)物。本發(fā)明采用的原材料價(jià)格低廉，制作方法簡(jiǎn)便，用磁鐵等可將吸附有機(jī)物的超疏水磁性材料快速分離出來(lái)，使用便捷，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是水滴(6ml)在超疏水微米鐵粉材料表面的接觸角示意圖；圖2是水滴(6ml)在超疏水納米鐵粉材料表面的接觸角示意圖；圖3是水滴(6ml)在超疏水納米Fe₂O₃-C材料表面的接觸角示意圖；圖4是水滴(6ml)在超疏水納米NiO-C材料表面的接觸角示意圖；圖5是水滴(6ml)在超疏水納米CoO-C材料表面的接觸角示意圖；圖6是油滴(4ml)在超疏水納米Fe₂O₃-C材料表面的接觸滲透流程示意圖；圖7是將油紅染料染色后的潤(rùn)滑油在水中的狀態(tài)圖；圖8是加入超疏水磁性CoO-C粉末后的圖；圖9是去除超疏水磁性CoO-C粉末圖；圖10是去除超疏水磁性CoO-C粉末后的狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式中超疏水磁性粉末的制備方法是按下述步驟進(jìn)行的：一、將磁性粉體置于含有能與磁性粉體發(fā)生置換反應(yīng)的金屬離子鹽的溶液中，溶液中金屬離子的濃度為0.01～1.0mol/L，室溫下攪拌反應(yīng)1～60min，然后用去離子水洗滌至pH值為中性，烘干；二、將經(jīng)步驟一處理的磁性粉體置于濃度為0.01～1.0mol/L月桂酸溶液中浸泡0.5h～2h，月桂酸溶液中的溶劑為乙醇、甲醇、丙酮或甲苯，過(guò)濾后烘干得到超疏水磁性粉體材料。