[發明專利]磁性Fe3O4@PPy復合納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710339265.8
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107301913B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 湯舜;蘭倩;趙金星;程琦;劉暢;梁濟元;閆繼;曹元成
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: H01F1/00
• 分類號: H01F1/00;H01F41/00;C25D9/02;C25D5/54
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

本發明公開了一種磁性Fe₃O₄@PPy復合納米材料的制備方法，該制備方法包括如下步驟：將無機鹽電解質、Fe₃O₄納米顆粒、吡咯分散于蒸餾水與醇類溶劑的共混液中，攪拌均勻得到反應液；再通過恒電流電解法對反應液進行處理，得到混合液；然后將所得混合液依次進行過濾、洗滌處理；最后將洗滌后的固體顆粒進行干燥處理，即可得到磁性Fe₃O₄@PPy復合納米材料。本發明通過電解質介導法在Fe₃O₄核心納米顆粒表面包覆了一層致密的PPy層使得納米顆粒在水相體系中的抗聚集性和耐無機酸腐蝕性得到了極大的增強，而且表現出優秀的超順磁性。

技術領域

本發明涉及聚合物材料領域，具體地指一種磁性Fe₃O₄@PPy復合納米材料的制備方法。

背景技術

磁性復合材料由于與一般材料而言有著特殊的性能而受到研究者的熱捧，其在化學和物理等方面表現出的特殊性能而廣受關注。由于磁性的存在，納米磁性復合材料主要表現在超順磁性，磁化率和高矯頑力方面。而Fe₃O₄磁性微納米材料容易產生聚沉現象，因為其相互之間存在磁性吸引以及范德華力的作用，再加上四氧化三鐵膠體溶液的抗氧化性差，很容易被空氣氧化生成γ-Fe₂O₃粒子，更加導致了 Fe₃O₄磁性微納米材料的聚集和沉淀。

磁性復合材料的制備方法有許多，其主要的原理是導電聚合物將磁性顆粒包裹在其中最后形成核殼結構，采取主要方法有溶膠-凝膠法、電化學合成法、原位聚合法等。溶膠-凝膠法制備納米磁性復合材料的優點是反應容易進行，并且有較低的合成溫度，缺點是凝膠中難免會有大量孔隙存在，在干燥過程中會有許多有害氣體及有機物逸出會對材料的致密性與穩定性產生不同程度的影響。電化學合成法的優點是具有高度的選擇性，可制得許多普通方法不易合成的化合物，缺點是無法進行大規模批量生產且所得產品的包覆率很低，在耐酸性能上還需要提高；原位聚合法的操作簡單，缺點是獲得的產品質量不好控制，容易使納米膠體形成聚合改變了納米顆粒的粒徑，造成溶液產生聚集，另外，需要耗費大量水，從而導致水資源的浪費和回收處理。因此對這種磁性復合材料的核-殼形磁性納米粒子的磁場誘導自組裝行為的研究就顯得具有重要意義。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種磁性Fe₃O₄@PPy復合納米材料的制備方法，該制備方法通過電解質介導法在Fe₃O₄核心納米顆粒表面包覆了一層致密的PPy層使得納米顆粒在水相體系中的抗聚集性和耐無機酸腐蝕性得到了極大的增強，而且表現出優秀的超順磁性，具有環境友好、無污染、包覆效果好等優點。

為實現上述目的，本發明所提供的一種磁性Fe₃O₄@PPy復合納米材料的制備方法，包括如下步驟：將無機鹽電解質、Fe₃O₄納米顆粒、吡咯分散于蒸餾水與醇類溶劑的共混液中，攪拌均勻得到反應液；再通過恒電流電解法對反應液進行處理，得到混合液；然后將所得混合液依次進行過濾、洗滌處理；最后將洗滌后的固體顆粒進行干燥處理，即可得到磁性Fe₃O₄@PPy復合納米材料。

進一步地，所述無機鹽電解質、Fe₃O₄納米顆粒、吡咯的摩爾比為0.01～0.1:1:0.1～1。

優選地，所述無機鹽電解質、Fe₃O₄納米顆粒、吡咯的摩爾比為 0.05～0.1:1:0.5～1。最佳地，所述無機鹽電解質、Fe₃O₄納米顆粒、吡咯的摩爾比為0.07:1:0.5。