[發(fā)明專利]一種納米纖維磁流體的制備方法、納米纖維磁流體及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110851095.8
• 申請(qǐng)日: 2021-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN113817179B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范一民;徐俊華;俞娟;劉亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J3/03
• 分類號(hào): C08J3/03;C08L1/04;C08L5/08;C08K3/22;H01F1/44;H01F41/02
• 代理公司: 蘇州衡創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32329
• 代理人: 王睿

本發(fā)明公開了一種納米纖維磁流體的制備方法、納米纖維磁流體及應(yīng)用，該方法包括以下步驟：將幾丁質(zhì)或纖維素進(jìn)行前處理，得到納米纖維分散液；將可溶性二價(jià)鐵鹽和三價(jià)鐵鹽溶于納米纖維分散液，得到復(fù)合納米纖維分散液；對(duì)復(fù)合納米纖維分散液進(jìn)行堿處理，并純化后得到具有磁性的納米纖維磁流體。有益效果：本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的化學(xué)交聯(lián)和操作，納米纖維本身作為穩(wěn)定劑和分散劑，在納米纖維表面原位生成具有磁性的四氧化三鐵納米粒子，分散液具有良好的穩(wěn)定性和流動(dòng)性，磁性粒子的尺寸及含量可調(diào)控；可應(yīng)用于藥物傳遞、礦物篩選、密封、減震、光調(diào)節(jié)、吸附、固定化、隔熱、降噪、過(guò)濾、生物支架、定向材料領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁流體的制備領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種納米纖維磁流體的制備方法、納米纖維磁流體及應(yīng)用。

背景技術(shù)

磁流體是一種能被外界磁場(chǎng)調(diào)控或驅(qū)動(dòng)的液體，磁流體本身不帶有磁性，在外界磁場(chǎng)的刺激下能發(fā)生形變或隨磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移。磁流體的制備一般是由磁性微粒與液體均勻共混輔以一些穩(wěn)定劑制備而成，最常用的磁性顆粒有金屬微粒，金屬氧化物等，制備磁流體的液相既可以是有機(jī)溶劑或油，也可以是水。磁流體由于其優(yōu)異的磁響應(yīng)性，可被應(yīng)用于各種苛刻條件的磁性流體密封、減震、醫(yī)療器械、聲音調(diào)節(jié)、光顯示、磁流體選礦等領(lǐng)域。

磁流體制備中最常用的天然多糖納米材料主要有納米纖維素和納米幾丁質(zhì)兩種，這兩種結(jié)構(gòu)多糖在地球儲(chǔ)量非常豐富，并且屬于可再生資源。纖維素主要來(lái)源于植物細(xì)胞壁、細(xì)菌纖維素等，幾丁質(zhì)主要來(lái)源于動(dòng)物外骨骼、真菌細(xì)胞壁等，這些天然生物來(lái)源的結(jié)構(gòu)多糖具有良好的穩(wěn)定性和生物相容性，通過(guò)特定處理可以剝離得到直徑為幾納米、長(zhǎng)度為數(shù)百到幾千納米的納米纖維，這些納米纖維可以穩(wěn)定分散在水相中，也可作為骨架材料制備多功能凝膠薄膜等材料。目前這一類多糖基納米纖維材料在吸附、固定化、隔熱、降噪、過(guò)濾、生物支架、骨骼修復(fù)、定向材料領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。這類材料在磁流體制備領(lǐng)域具有可觀的前景，然而目前并沒有成熟的相關(guān)報(bào)道。

目前人工合成磁流體的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，已有許多有關(guān)磁流體的文章和專利報(bào)道。目前主流方法是將四氧化三鐵、氧化鐵、鎳、鈷等作為磁性微粒，有機(jī)溶劑、水或油作為基載液，油酸等作為穩(wěn)定劑防止磁性顆粒團(tuán)聚。傳統(tǒng)的方法可以根據(jù)不同的需要來(lái)選擇磁性顆粒的種類尺寸以及基載液的種類，然而在大部分體系中，仍舊需要穩(wěn)定劑來(lái)防止磁性顆粒的團(tuán)聚。傳統(tǒng)方法一般需先合成磁性顆粒，再通過(guò)與基載液共混制備磁流體，這種方法可以有效的控制各個(gè)組分的性能，但是增加了制備的步驟。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種納米纖維磁流體的制備方法、納米纖維磁流體及應(yīng)用，以克服現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)所存在的上述技術(shù)問(wèn)題。

為此，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種納米纖維磁流體的制備方法，該方法包括以下步驟：

將幾丁質(zhì)或纖維素進(jìn)行前處理，得到納米纖維分散液；

將可溶性二價(jià)鐵鹽和三價(jià)鐵鹽溶于納米纖維分散液，得到復(fù)合納米纖維分散液；

對(duì)復(fù)合納米纖維分散液進(jìn)行堿處理，并純化后得到具有磁性的納米纖維磁流體。

進(jìn)一步的，前處理包括物理法、化學(xué)法、生物法或結(jié)合法中的至少一種；其中，物理法包括高壓均質(zhì)、微射流、膠體磨、超微粉碎、高速勻漿或超聲處理中的至少一種，化學(xué)法包括2，2，6，6-四甲基哌啶氧化(tetramethylpiperidine-1-oxyl，簡(jiǎn)寫TEMPO)、酸水解處理或低共溶溶劑處理中的至少一種，生物法包括酶處理或微生物處理中的至少一種。

進(jìn)一步的，復(fù)合納米纖維分散液中二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比為1:2，納米纖維分散液中鐵離子的添加量為0.0025～3mol/g。

進(jìn)一步的，復(fù)合納米纖維分散液中納米纖維分散液的質(zhì)量濃度為0.01％～20％。