[发明专利]磁性Fe3O4@PPy复合纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种磁性Fe₃O₄@PPy复合纳米材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：将无机盐电解质、Fe₃O₄纳米颗粒、吡咯分散于蒸馏水与醇类溶剂的共混液中，搅拌均匀得到反应液；再通过恒电流电解法对反应液进行处理，得到混合液；然后将所得混合液依次进行过滤、洗涤处理；最后将洗涤后的固体颗粒进行干燥处理，即可得到磁性Fe₃O₄@PPy复合纳米材料。本发明通过电解质介导法在Fe₃O₄核心纳米颗粒表面包覆了一层致密的PPy层使得纳米颗粒在水相体系中的抗聚集性和耐无机酸腐蚀性得到了极大的增强，而且表现出优秀的超顺磁性。

技术领域

本发明涉及聚合物材料领域，具体地指一种磁性Fe₃O₄@PPy复合纳米材料的制备方法。

背景技术

磁性复合材料由于与一般材料而言有着特殊的性能而受到研究者的热捧，其在化学和物理等方面表现出的特殊性能而广受关注。由于磁性的存在，纳米磁性复合材料主要表现在超顺磁性，磁化率和高矫顽力方面。而Fe₃O₄磁性微纳米材料容易产生聚沉现象，因为其相互之间存在磁性吸引以及范德华力的作用，再加上四氧化三铁胶体溶液的抗氧化性差，很容易被空气氧化生成γ-Fe₂O₃粒子，更加导致了 Fe₃O₄磁性微纳米材料的聚集和沉淀。

磁性复合材料的制备方法有许多，其主要的原理是导电聚合物将磁性颗粒包裹在其中最后形成核壳结构，采取主要方法有溶胶-凝胶法、电化学合成法、原位聚合法等。溶胶-凝胶法制备纳米磁性复合材料的优点是反应容易进行，并且有较低的合成温度，缺点是凝胶中难免会有大量孔隙存在，在干燥过程中会有许多有害气体及有机物逸出会对材料的致密性与稳定性产生不同程度的影响。电化学合成法的优点是具有高度的选择性，可制得许多普通方法不易合成的化合物，缺点是无法进行大规模批量生产且所得产品的包覆率很低，在耐酸性能上还需要提高；原位聚合法的操作简单，缺点是获得的产品质量不好控制，容易使纳米胶体形成聚合改变了纳米颗粒的粒径，造成溶液产生聚集，另外，需要耗费大量水，从而导致水资源的浪费和回收处理。因此对这种磁性复合材料的核-壳形磁性纳米粒子的磁场诱导自组装行为的研究就显得具有重要意义。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种磁性Fe₃O₄@PPy复合纳米材料的制备方法，该制备方法通过电解质介导法在Fe₃O₄核心纳米颗粒表面包覆了一层致密的PPy层使得纳米颗粒在水相体系中的抗聚集性和耐无机酸腐蚀性得到了极大的增强，而且表现出优秀的超顺磁性，具有环境友好、无污染、包覆效果好等优点。

为实现上述目的，本发明所提供的一种磁性Fe₃O₄@PPy复合纳米材料的制备方法，包括如下步骤：将无机盐电解质、Fe₃O₄纳米颗粒、吡咯分散于蒸馏水与醇类溶剂的共混液中，搅拌均匀得到反应液；再通过恒电流电解法对反应液进行处理，得到混合液；然后将所得混合液依次进行过滤、洗涤处理；最后将洗涤后的固体颗粒进行干燥处理，即可得到磁性Fe₃O₄@PPy复合纳米材料。

进一步地，所述无机盐电解质、Fe₃O₄纳米颗粒、吡咯的摩尔比为0.01～0.1:1:0.1～1。

优选地，所述无机盐电解质、Fe₃O₄纳米颗粒、吡咯的摩尔比为 0.05～0.1:1:0.5～1。最佳地，所述无机盐电解质、Fe₃O₄纳米颗粒、吡咯的摩尔比为0.07:1:0.5。