專利名稱：一種磁致電導(dǎo)磁性液體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水基磁性液體的制備方法，尤其涉及具有核殼結(jié)構(gòu)有機(jī)半導(dǎo)體聚苯胺包覆I^e3O4磁性納米顆粒的水基磁性液體的制備方法。
背景技術(shù)：
磁性液體是由IOnm左右鐵磁和亞鐵磁顆粒穩(wěn)定在一定基液中的穩(wěn)定懸浮體，其納米顆粒表面吸附表面活性劑或同性電荷發(fā)生排斥作用。由于強(qiáng)烈的布朗運(yùn)動(dòng)，從而保持納米顆粒懸浮，不發(fā)生團(tuán)聚而沉降。一般磁性液體的表面活性劑是通過(guò)機(jī)高分鏈，并不具備導(dǎo)電的潛力，而包裹金屬單質(zhì)或碳等導(dǎo)電物質(zhì)因顆粒沒有排斥作用很容易就團(tuán)聚沉淀。如果磁性液體中的磁性納米顆粒被有機(jī)半導(dǎo)體包覆且能穩(wěn)定懸浮于基液中，則形成一種新型磁性液體，稱之為磁致電導(dǎo)磁性液體。磁性顆粒在磁場(chǎng)中產(chǎn)生鏈狀或柱狀微觀結(jié)構(gòu)，甚至柱體系產(chǎn)生贗晶序結(jié)構(gòu)，而這些導(dǎo)電鏈柱將使得整個(gè)磁性液體的導(dǎo)電性極大增強(qiáng)。鏈柱體系的微觀結(jié)構(gòu)將對(duì)透射光產(chǎn)生影響，而包覆材料本身為有機(jī)半導(dǎo)體，具有不同于絕緣體和導(dǎo)體的電性質(zhì)，通過(guò)摻雜可改變導(dǎo)電性，因而磁致電導(dǎo)磁性液體具有可控的介電性質(zhì)，因此具有磁控和介電可調(diào)性的磁致電導(dǎo)磁性液體將在微光器件和光子晶體等領(lǐng)域的應(yīng)用上具有巨大潛力。但是磁致電導(dǎo)磁性液體的制備需要克服兩大困難一是磁性納米顆粒需要一個(gè)一個(gè)的被包覆；二是有機(jī)半導(dǎo)體要具有親水性和相互排斥性。本發(fā)明正是基于克服以上兩個(gè)困難，使得在!^e3O4磁性納米顆粒上包覆了聚苯胺并在聚苯胺上引入功能團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了包覆顆粒的穩(wěn)定懸浮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種磁性納米顆粒表面包覆有機(jī)半導(dǎo)體的磁性液體的制備方法，目前存在的磁性液體其顆粒表面均是不導(dǎo)電的有機(jī)長(zhǎng)鏈分子包覆，磁場(chǎng)控制下基本處于極大電阻狀態(tài)，而包覆狀態(tài)的顆粒介電常數(shù)也是不可調(diào)的。本發(fā)明使用聚苯胺包覆 10納米左右的!^e3O4磁性顆粒，并在包覆顆粒上引入十二烷基苯磺酸鈉作為摻雜劑、排斥劑和親水劑，從而獲得顆粒具有導(dǎo)電性的、介電常數(shù)可調(diào)的、磁場(chǎng)可控制的新型磁光材料一一磁致電導(dǎo)磁性液體。本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所需制備材料為
①一種離子型磁性液體，是由流體力學(xué)直徑為6--12nm的!^e3O4磁性顆粒組成Massart 磁性液體；
②苯胺；
③硫酸；
④阻聚劑；
⑤過(guò)硫酸胺；
⑥十二烷基苯磺酸鈉；⑦乙醇。所述材料摩爾比如下
Massart 磁性液體 0. 0001-0. 0002 ；
苯胺 1-3 ；
硫酸4—6 ；
阻聚劑 0.006-0.008 ；
過(guò)硫酸胺1-3 ；
十二烷基苯磺酸鈉3-5 ；
乙醇2—6。其中的Massart磁性液體材料為磁性液體中磁性納米顆粒的摩爾數(shù)比。制備過(guò)程如下
A、將苯胺、濃硫酸和阻聚劑加入到上述Massart磁性液體中，冰水浴池，冰浴過(guò)程中緩慢加入過(guò)硫酸銨的水溶液。B、反應(yīng)結(jié)束后抽濾，并用lmol/1硫酸和丙酮各洗三次后，用去離子水洗滌至 pH=7，得!^e3O4 /PANI 復(fù)合顆粒；
C、將制備好的!^e3O4/PANI復(fù)合顆粒加入到有的十二烷基苯磺酸鈉水溶液和乙醇的混合溶液中，室溫下攪拌反應(yīng)Mh ；
D、用高速離心機(jī)離心去除較大直徑的!^e3O4/PANI復(fù)合顆粒，取其上層液即得磁致電導(dǎo)磁性液體。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明使用聚苯胺對(duì)10納米左右的F^O4磁性顆粒進(jìn)行包覆； 采用了阻聚劑，通過(guò)阻聚劑分子與鏈自由基反應(yīng)，形成非自由基物質(zhì)或不能引發(fā)的低活性自由基，從而使聚合終止，降低苯胺的聚合度，達(dá)到控制!^3O4/聚苯胺復(fù)合顆粒粒徑的效果；采用十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑和摻雜劑增加其親水性；采用乙醇的水溶液作為載液增強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性。從而獲得顆粒具有導(dǎo)電性的、介電常數(shù)可調(diào)的、磁場(chǎng)可控制的新型磁光材料——磁致電導(dǎo)磁性液體。
具體實(shí)施例方式結(jié)合上述發(fā)明內(nèi)容提供以下實(shí)施案例。實(shí)施例1
A、將0. 5ml苯胺、2ml濃硫酸和極少量的阻聚劑加入到60ml Fe3O4顆粒流體力學(xué)直徑為lOnm、體積分?jǐn)?shù)為0. 5%的Massart磁性液體中，冰水浴池，冰浴過(guò)程中緩慢加入25ml 0. 4mol/l過(guò)硫酸銨的水溶液。B、反應(yīng)結(jié)束后抽濾，并用2mol/l硫酸和丙酮各洗三次后，用去離子水洗滌至 PH=7，得!^e3O4 /PANI 復(fù)合顆粒；
C、將制備好的!^e3O4/PANI復(fù)合顆粒加入到有50ml 0. 5mol/l的十二烷基苯磺酸鈉水溶液和50ml 0. 5mol/l乙醇的混合溶液中，室溫下攪拌反應(yīng)Mh ；
D、用高速離心機(jī)IO4轉(zhuǎn)/秒離心去除較大直徑的!^e3O4/PANI復(fù)合顆粒，取其上層液即得磁致電導(dǎo)磁性液體。實(shí)施例2:A、將0. 75ml苯胺、2ml濃硫酸和極少量的阻聚劑加入到50ml Fe3O4顆粒流體力學(xué)直徑為9nm、體積分?jǐn)?shù)為0. 5%的Massart磁性液體中，冰水浴池，冰浴過(guò)程中緩慢加入20ml 0. 4mol/l過(guò)硫酸銨的水溶液。 B、反應(yīng)結(jié)束后抽濾，并用lmol/1硫酸和丙酮各洗三次后，用去離子水洗滌至 PH=7，得!^e3O4 /PANI 復(fù)合顆粒；
C、將制備好的!^e3O4/PANI復(fù)合顆粒加入到有50ml 0. 5mol/l的十二烷基苯磺酸鈉水溶液和50ml 0. 5mol/l乙醇的混合溶液中，室溫下攪拌反應(yīng)Mh ；
D、用高速離心機(jī)IO4轉(zhuǎn)/秒離心去除較大直徑的!^e3O4/PANI復(fù)合顆粒，取其上層液即得磁致電導(dǎo)磁性液體。
權(quán)利要求
1.一種磁致電導(dǎo)磁性液體的制備方法，所需制備材料為(1)，制備好的I^e3O4磁性顆粒流體力學(xué)直徑為6--12nm的Massart磁性液體；苯胺；硫酸；阻聚劑；過(guò)硫酸胺；十二烷基苯磺酸鈉；乙醇； 制備過(guò)程如下A、將苯胺、濃硫酸和阻聚劑加入到上述Massart磁性液體中，冰水浴2_池，冰浴過(guò)程中緩慢加入過(guò)硫酸銨的水溶液；B、反應(yīng)結(jié)束后抽濾，并用lmol/1硫酸和丙酮各洗三次后，用去離子水洗滌至PH=7，得 Fe3O4 /PANI復(fù)合顆粒；C、將制備好的!^e3O4/PANI復(fù)合顆粒加入到有的十二烷基苯磺酸鈉水溶液和乙醇的混合溶液中，室溫下攪拌反應(yīng)Mh ；D、用高速離心機(jī)離心去除較大直徑的!^e3O4/PANI復(fù)合顆粒，取其上層液即得磁致電導(dǎo)磁性液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種!^e3O4磁性納米顆粒表面包覆有機(jī)半導(dǎo)體的磁性液體的制備方法，所述材料摩爾比如下Massart 磁性液體 0. 0001-0. 0002 ；苯胺 1-3 ；硫酸4—6 ；阻聚劑 0.006-0.008 ；過(guò)硫酸胺1-3 ；十二烷基苯磺酸鈉3-5 ；乙醇2—6 ；其中的Massart磁性液體材料為磁性液體中磁性納米顆粒的摩爾數(shù)比。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種磁致電導(dǎo)磁性液體的制備方法，制備過(guò)程如下A、將苯胺、濃硫酸和阻聚劑加入到MassartFe3O4磁性液體中，冰水浴過(guò)程中緩慢加入過(guò)硫酸銨的水溶液；B、反應(yīng)結(jié)束后抽濾、清洗得Fe3O4/PANI復(fù)合顆粒；C、將制備好的Fe3O4/PANI復(fù)合顆粒加入到十二烷基苯磺酸鈉水溶液和乙醇的混合溶液中，室溫下攪拌反應(yīng)2；D、用高速離心機(jī)離心去除較大直徑的Fe3O4/PANI復(fù)合粒子，取其上層液即得磁致電導(dǎo)磁性液體。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明使用聚苯胺包覆10納米左右的Fe3O4磁性顆粒，并控制包覆的復(fù)合顆粒的直徑大小，并在包覆顆粒上引入十二烷基苯磺酸鈉作為摻雜劑、排斥劑和親水劑，從而獲得顆粒具有導(dǎo)電性的、介電常數(shù)可調(diào)的、磁場(chǎng)可控制的新型磁光材料。
文檔編號(hào)H01F1/44GK102360676SQ20111029897
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者余遠(yuǎn)福, 李明俊, 洪小偉, 謝宇, 黃彥 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)