[發明專利]一種金殼磁性橢球的制備方法

有效

• 申請號: 201210044100.5
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102528027A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 趙九蓬;張鑫;李垚;徐洪波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F9/24;B01J13/02;C01G49/06;C01G49/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 金永煥

1.一種金殼磁性橢球的制備方法，其特征在于金殼磁性橢球的制備方法是按以下步驟完成的：

一、首先將高氯酸鐵、磷酸二氫鈉和尿素完全溶解于去離子水中，得到均勻混合液，然后將均勻混合液轉移到聚四氟反應釜中密封，并在溫度為100℃～140℃下反應8h～16h，然后在離心轉速為5000r/min～7000r/min下離心8min～12min，并將離心分離得到的固體采用去離子水在離心轉速為5000r/min～7000r/min下離心水洗2～5次，單次離心水洗時間為5min～10min，最后在溫度為40℃～60℃下干燥至恒重為止，即得到紡錘形α-Fe₂O₃粒子；步驟一中所述的高氯酸鐵與磷酸二氫鈉的摩爾比為(20～25)∶1；步驟一中所述的均勻混合液中高氯酸鐵的濃度為0.05mol/L～0.15mol/L，所述的均勻混合液中尿素的濃度為0.05mol/L～0.15mol/L；步驟一中所述的均勻混合液的體積與聚四氟反應釜的體積之比為1∶(4～6)；

二、將紡錘形α-Fe₂O₃粒子分散于去離子水中，得到紡錘形α-Fe₂O₃粒子分散液，然后在攪拌速度為200r/min～400r/min下加入聚乙烯吡咯烷酮，并在攪拌速度為200r/min～400r/min下反應18h～30h，然后在離心轉速為6000r/min～8000r/min下離心6min～10min，并將離心分離得到的固體采用去離子水在離心轉速為6000r/min～8000r/min下離心水洗3～6次，單次離心水洗時間為6min～10min；步驟二中所述的紡錘形α-Fe₂O₃粒子分散液中紡錘形α-Fe₂O₃粒子的質量百分含量為0.03％～0.05％；步驟二中所述加入的聚乙烯吡咯烷酮與紡錘形α-Fe₂O₃粒子的質量比為(8～12)∶1；

三、將步驟二中最后一次離心得到的固體轉移乙醇中，并在頻率為30KHz～50KHz下超聲分散10min～20min，得到修飾的α-Fe₂O₃粒子乙醇分散液，然后加入質量濃度為20％～30％的氨水，混勻后采用恒壓滴液漏斗逐滴加入正硅酸乙酯/乙醇溶液，并在攪拌速度為200r/min～500r/min、溫度為30℃～40℃下攪拌反應3h～5h，然后在6000r/min～8000r/min下離心分離，并將得到的固體采用無水乙醇在6000r/min～8000r/min下離心洗滌3～6次，最后將最后一次洗滌得到的固體在溫度為40℃～60℃下干燥至恒重，即得到二氧化硅包覆的橢球形粒子；步驟三中所述的修飾過α-Fe₂O₃粒子乙醇分散液中修飾過α-Fe₂O₃粒子的濃度為0.375mg/mL～0.625mg/mL；步驟三中所述加入的氨水與乙醇的體積比為1∶(16～20)；步驟三中所述的正硅酸乙酯/乙醇溶液中正硅酸乙酯的質量百分含量為0.8％～4％；步驟三中所述的修飾過α-Fe₂O₃粒子乙醇分散液與正硅酸乙酯/乙醇溶液的體積比為(4～8)∶1；

四、首先將二氧化硅包覆的橢球形粒子置于水中，得到濃度為0.3mg/mL～3mg/mL的二氧化硅包覆的橢球形粒子水溶液，然后加入質量濃度為15％～25％的聚二甲基二烯丙基氯化銨水溶液和NaCl，并在攪拌速度為200r/min～400r/min的室溫條件下反應10min～30min，然后在離心轉速為7000r/min～9000r/min下離心3min～7min，并將離心分離得到的固體采用去離子水在離心轉速為7000r/min～9000r/min下離心水洗2～5次，單次離心水洗時間為3min～7min，得到橙色沉淀，最后將橙色沉淀分散于去離子水中，即得到吸附聚電解質的二氧化硅包覆橢球水溶液；步驟四中所述加入質量濃度為15％～25％的聚二甲基二烯丙基氯化銨水溶液與濃度為0.3mg/mL～3mg/mL的二氧化硅包覆的橢球形粒子水溶液的體積比為1∶(8～12)；步驟四中所述加入的NaCl在濃度為0.3mg/mL～3mg/mL的二氧化硅包覆的橢球形粒子水溶液中的質量濃度為0.5％～1％；步驟四中所述的橙色沉淀在去離子水中的質量濃度為0.1％～0.3％；

五、向濃度為4×10^-4moL/L～6×10^-4moL/L的氯金酸水溶液中加入質量濃度為0.5％～1.5％的檸檬酸鈉水溶液，并在攪拌速度為200r/min～400r/min、溫度為90℃～110℃下加熱攪拌5min～15min，然后冷卻至室溫，即得到金溶液；步驟五中所述加入的質量濃度為0.5％～1.5％的檸檬酸鈉水溶液與濃度為5×10^-4moL/L的氯金酸水溶液中氯金酸的摩爾比為1∶(3.5～7.0)；

六、向吸附聚電解質的二氧化硅包覆橢球水溶液中加入金溶液，并在攪拌速度為200r/min～400r/min的室溫攪拌反應10min～30min，然后在離心轉速為7000r/min～9000r/min下離心3min～7min，并將離心分離得到的固體采用去離子水在離心轉速為7000r/min～9000r/min下離心水洗2～5次，單次離心水洗時間為3min～7min，最后將離心得到的沉淀在溫度為40℃～60℃下干燥至恒重，即得α-Fe₂O₃/SiO₂/Au橢球粒子；

七、首先將α-Fe₂O₃/SiO₂/Au橢球粒子放入真空管式爐中，，然后先以氣體流量為40～70mL/min通入高純氮氣20min～40min，再以氣體流量為30～60mL/min通入氫氣，并在350℃～370℃持續以氣體流量為20～40mL/min通入氫氣的條件下對α-Fe₂O₃/SiO₂/Au橢球粒子進行還原反應60min～80min，即得到金殼磁性橢球。