[發明專利]一種官能化四氧化三鐵粒子及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202111180948.6
• 申請日: 2021-10-11
• 公開（公告）號: CN113786820A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 劉開琪;尚陽陽;孫廣超;張佳鈺;閆明偉
• 申請（專利權）人: 中科南京綠色制造產業創新研究院;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

1.一種官能化四氧化三鐵粒子，其特征在于，所述官能化四氧化三鐵粒子由磁性四氧化三鐵內核與高分子鏈網表層組成；所述高分子鏈網表層上的活性基團包括羥基、氨基、亞氨基和環氧基。

2.一種權利要求1所述官能化四氧化三鐵粒子的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)將四氧化三鐵、羥基乙酸、二硫化碳、檸檬酸銨與溶劑混合得到懸濁液；

(2)向步驟(1)所述懸濁液中滴加環氧氯丙烷進行反應，依次經過固液分離、洗滌和干燥，得到官能化四氧化三鐵粒子。

3.根據權利要求2所述官能化四氧化三鐵粒子的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述羥基乙酸與所述四氧化三鐵的質量比為(0.1-0.5):1；

優選地，步驟(1)所述二硫化碳與所述四氧化三鐵的質量比為(0.2-0.8):1；

優選地，步驟(1)所述檸檬酸銨與所述四氧化三鐵的質量比為(0.1-0.5):1；

優選地，步驟(1)所述四氧化三鐵與所述溶劑的質量比為1:(20-100)。

4.根據權利要求2或3所述官能化四氧化三鐵粒子的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述溶劑包括去離子水或有機溶劑；

優選地，所述有機溶劑包括二甲亞砜、醇類、酮類或胺類中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述醇類包括甲醇、乙醇、丙三醇、乙二醇、正丙醇或異丙醇中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述酮類包括丙酮和/或N-甲基吡咯烷酮；

優選地，所述胺類包括N,N-二甲基甲酰胺。

5.根據權利要求2-4任一項所述官能化四氧化三鐵粒子的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述混合的方式為超聲；

優選地，步驟(1)所述混合的溫度為20-30℃；

優選地，步驟(1)所述混合的時間為1-3h。

6.根據權利要求2-5任一項所述官能化四氧化三鐵粒子的制備方法，其特征在于，在步驟(2)所述反應之前，加入pH調節劑將步驟(1)所述懸濁液調至堿性；

優選地，所述pH調節劑包括氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀中的任意一種或至少兩種的組合。

7.根據權利要求2-6任一項所述官能化四氧化三鐵粒子的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述環氧氯丙烷與步驟(1)所述四氧化三鐵的質量比為(0.05-0.45):1；

優選地，步驟(2)所述環氧氯丙烷的滴加速度為0.1-0.2mL/min；

優選地，步驟(2)所述反應的溫度為40-100℃；

優選地，步驟(2)所述反應之前，先將所述懸濁液加熱升溫到反應的溫度后，再滴加環氧氯丙烷進行反應；

優選地，步驟(2)所述反應的的時間為2-4h。

8.根據權利要求2-7任一項所述官能化四氧化三鐵粒子的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述固液分離的方式為真空抽濾；

優選地，步驟(2)所述洗滌的方式為先用蒸餾水洗滌，后用乙醇洗滌；

優選地，步驟(2)所述干燥的方式為真空干燥；

優選地，步驟(2)所述干燥的溫度為40-100℃；

優選地，步驟(2)所述干燥的時間為2-6h。