[發明專利]摩擦誘導磁性納米顆粒在生物油中的分散方法

有效

• 申請號: 201611028402.8
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106782966B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 徐玉福;余景源;尤濤;彭玉斌;耿健;胡獻國
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01F1/00
• 分類號: H01F1/00;H01F41/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發明公開了一種摩擦誘導磁性納米顆粒在生物油中的分散方法，具體是通過控制摩擦副材料、摩擦界面粗糙度、摩擦工況等因素，強化分散劑對磁性納米顆粒的修飾，最終達到在生物油中均勻分散的目的。本發明分散效率高、工藝條件溫和，對于納米微粒在介質中的分散有重要的應用價值。

一、技術領域

本發明涉及納米材料科學領域，具體的說是一種摩擦誘導磁性納米顆粒在生物油中的分散方法。

二、背景技術

當尺寸達到納米級別以后，許多材料的物理性質發生了顯著的變化，有明顯的“納米效應”，因而，為了開發一些具有新奇特性的功能材料，近二十年來納米材料得到了廣泛的研究，磁性納米材料由于具有獨特的磁性，可以通過外加磁場對其進行控制，因此在藥物輸送、智能載體、減摩潤滑等領域顯示了巨大的應用前景。

然而由于納米顆粒自身較高的比表面能，加上磁性顆粒的磁性使得磁性納米顆粒非常容易團聚，從而影響了其納米效應的發揮。為此，人們開發了很多方法來解決磁性納米顆粒在介質中的分散問題。中國專利[申請號200410073680.6]公開了一種親水性磁性納米微粒及其分散液體制備方法，通過結晶反應控制和晶粒表面取代修飾的方法，從而在這種微粒的表面形成靜電和水化屏蔽層，將其分散在水相介質中，形成的磁性液體。中國專利[申請號201410641542.7]通過添加十六烷基三甲基溴化銨作為表面活性劑利用化學共沉淀法制備了單分散性超順磁性Fe₃O₄納米粒子。通過總結相關的報道可以發現，現有的分散磁性納米顆粒的方法主要是在合成過程中添加表面活性劑對顆粒進行原位修飾，此外，分散的介質以水為主。而事實上，由于工藝復雜、分散效果有限以及成本較高等原因，目前市場上的磁性納米顆粒仍然以粉體占據絕大多數，這些磁性納米粉體材料在應用時的分散很少有相關報道；另一方面，磁性納米顆粒在油相體系中的分散還有助于改善油相介質的潤滑性能[Zheng X,Xu Y,Geng J,et al.Tribological behavior of Fe₃O₄/MoS₂,nanocomposites additives in aqueous and oil phase media[J].TribologyInternational,2016,102:79-87.]。過去這些油相分散介質主要是化石能源來源為主，隨著化石能源的枯竭，可再生的油相介質的應用是未來的趨勢。生物油作為一種新型可再生清潔能源，將其作為傳統化石能源的替代品，受到了日益關注，然而如何將磁性納米顆粒長時穩定分散在其中，尚未見相關報道。

盡管目前在磁性納米顆粒的分散方面已經取得了不少成果，但仍存在一些亟需解決的技術問題，如磁性納米粉體材料的分散，尤其是在可再生油相生物油介質體系中的分散、如何提高分散效率、延長穩定時間、簡化分散工藝、減低分散成本等。

三、發明內容

本發明針對現有技術的不足，目的就是要提供一種摩擦誘導磁性納米顆粒在生物油中的分散方法，需要解決的技術問題是將磁性納米粉體材料均勻分散在生物油中，簡化分散工藝、降低成本。通過以下技術方案實現：

一種摩擦誘導磁性納米顆粒在生物油中的分散方法，首先控制摩擦前界面狀態，按質量份計，將0.2～8份環糊精加入含生物油100份的端面摩擦機油盒中，在載荷30～60N，速度0.01～0.05m/s，室溫下摩擦10～20min，然后加入0.01～2份磁性納米顆粒，超聲處理10～20min，然后在載荷90～120N、速度0.08～0.3m/s，將油溫升至50～60℃條件下摩擦30～50min；然后將摩擦后的油樣取出，在1000～3000rpm轉速下離心10～30min，去除雜質即得分散良好的磁性納米顆粒生物油分散液；

其中，所述的控制摩擦前界面狀態包括采用環-塊端面接觸摩擦方式，環狀摩擦副旋轉，塊狀摩擦副固定，環、塊摩擦副均為聚四氟乙烯材料，表面粗糙度分別為0.05～0.10μm、0.07～0.12μm，摩擦接觸面積為1000～1200mm²；