[发明专利]一种磁性纳米四氧化三铁改性空心玻璃微珠的制备方法

权利要求书

1.一种磁性纳米四氧化三铁改性空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，它在制备磁性纳米四氧化三铁颗粒的同时直接对空心玻璃微珠表面进行改性，包括以下步骤：

Ⅰ.将氢氧化钠、碳酸钠和硅酸钠溶于去离子水中，得到除油液，加热除油液；将空心玻璃微珠加入所述除油液中并充分分散，反应后过滤、水洗；Ⅱ.将氢氟酸用去离子水稀释，将步骤Ⅰ处理得到的所述空心微珠浸泡在粗化液中反应，过滤后用去离子水进行洗涤，干燥；Ⅲ.将氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂滴加到由无水乙醇和去离子水混合而成的溶液中并充分溶解，将步骤Ⅱ处理得到的所述空心微珠浸渍在所述偶联剂溶液中反应，过滤后用去离子水洗涤，干燥，焙烘；Ⅳ.将壳聚糖充分溶解在由乙酸溶液和双氧水溶液混合而成的混合溶液中反应，将步骤Ⅲ处理得到的所述空心微珠浸渍在壳聚糖溶液中，搅拌，过滤后预烘，焙烘；将干燥后的所述空心微珠浸泡在氢氧化钠溶液中，过滤后用去离子水洗涤；Ⅴ.将氯化亚铁和三氯化铁用去离子水溶解，并添加尿素、十二烷基苯磺酸钠和无水乙醇得到混合溶液；将步骤Ⅳ处理得到的所述空心微珠浸渍在上述混合溶液中，随后转入高压反应釜中，密封后保温处理，待反应完成后过滤出空心微珠，分别用无水乙醇和去离子水进行洗涤，干燥，即在空心玻璃微珠表面包覆磁性纳米四氧化三铁颗粒薄膜。

2.如权利要求1所述的一种磁性纳米四氧化三铁改性空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，所述步骤Ⅰ中，称取氢氧化钠、碳酸钠和硅酸钠溶于去离子水中，得到除油液，所述氢氧化钠、碳酸钠和硅酸钠在所述除油液中的质量-体积浓度分别为40g/L、10g/L和5g/L；将所述除油液加热至80～100℃；称取空心玻璃微珠5～10g，加入所述1L除油液中，采用机械搅拌方法使空心微珠在除油液中充分分散，反应40～60min后过滤、水洗。

3.如权利要求1或2所述的一种磁性纳米四氧化三铁改性空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，所述步骤Ⅱ中，将质量浓度47%的氢氟酸用去离子水稀释成1～3%的粗化液，将步骤Ⅰ处理得到的空心微珠浸泡在体积为1L的上述粗化液中，在40～60℃条件下反应1～2h，过滤后用去离子水进行洗涤，120℃条件下干燥2～4h。

4.如权利要求1或2所述的一种磁性纳米四氧化三铁改性空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，所述步骤Ⅲ中，称取10～20 mL的所述氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，滴加到1L的由所述无水乙醇和去离子水混合而成的溶液中并充分溶解，其中无水乙醇与去离子水的体积比为1：1；将步骤Ⅱ处理得到的空心微珠浸渍在偶联剂溶液中，在10～20℃条件下搅拌反应2～4h，过滤后用去离子水洗涤，80℃条件下干燥30～60min，110℃焙烘5～10 min。

5.如权利要求1或2所述的一种磁性纳米四氧化三铁改性空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，所述步骤Ⅳ中，按照体积比1：1，将质量-体积浓度2%的所述乙酸溶液和质量-体积浓度1%的所述双氧水溶液进行混合，按照所述空心微珠质量的0.8～1.5%称取脱所述乙酰度90%的所述壳聚糖，并将其充分溶解在乙酸和双氧水的混合溶液中，在60℃条件下搅拌反应12～24h；将步骤Ⅲ处理得到的空心微珠浸渍在壳聚糖溶液中，搅拌处理30～60min，过滤后在90℃条件下预烘20～40min，150℃条件下焙烘5～10min，将干燥后的空心微珠浸泡在1mol/L的氢氧化钠溶液中10～30min，过滤后用去离子水洗涤。

6.如权利要求1或2所述的一种磁性纳米四氧化三铁改性空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，所述步骤Ⅴ中，按照总铁浓度为0.01～0.1mol/L，氯化亚铁与三氯化铁质量比为Fe²⁺：Fe³⁺=1：2～2：1称取氯化亚铁和三氯化铁，用去离子水溶解得到二价铁和三价铁的混合溶液，添加质量浓度为10～25g/L的尿素，质量浓度为2～4g/L的十二烷基苯磺酸钠，按体积比1：2～1：8添加无水乙醇；将步骤Ⅳ处理得到的空心微珠浸渍在上述混合溶液中5～10min，随后转入至高压反应釜中，密封后在120～180℃条件下，保温处理2～6 h，待反应完成后过滤出空心微珠，分别用无水乙醇和去离子水进行洗涤，50℃条件下真空干燥2～4h，即完成在空心玻璃微珠表面包覆磁性纳米四氧化三铁颗粒薄膜。