[发明专利]一种高分散性磁性纳米棒合成的方法

说明书

本发明公开了一种高分散性磁性纳米棒合成的方法。其包括如下步骤：1)制备FeOOH棒颗粒；2)将1)中制备的FeOOH进行PVP修饰与包覆二氧化硅；3)将2)中的分散液放入热水蚀刻形成多孔二氧化硅后收集并干燥。4)在H₂氛围中350℃还原该颗粒之后并重新分散在水中得到高分散性磁性纳米棒材料。该颗粒胶体分散性好，而且多孔二氧化硅大大提高了壳的渗透率。本发明的优点在于能够有效节约能源，而且其具有的高分散性、材料多孔特性使得其存在潜在的广泛应用。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及制备高分散性的磁性纳米颗粒材料的方法。

背景技术

研究形貌可控的各向异性磁纳米粒子是十分有趣的，被广泛应用于自组装、数据存储、催化、磁性、智能光学材料、生物医学和制药学。而直接制备方法是有限的，非磁性的化学转换模板法为合成具有不同形貌的各向异性磁粒子提供了一个有效的路线。

不幸的是，转换方法通常容易出现不良的形态学改变和沉聚。防止结构变形可以通过包覆一层致密的无机材料，比如在非磁性模板上包覆一层二氧化硅。二氧化硅壳为转化反应提供了空间限域，这是保护整个粒子形态的关键。例如，Hyeon等人报了包覆-煅烧-剥离过程来将FeOOH纳米棒转化成氧化铁纳米胶囊。然而，致密的二氧化硅层的存在往往阻碍了了系统和周围空间之间的质量传递。因此，转换通常需要苛刻的反应条件，如升高温度，这就增加了成本和能源浪费。

更重要的是，高温转换导致严重的粒子聚集，导致磁颗粒胶体分散性较低。重要的是，优良的磁性纳米颗粒的胶体分散性是他们在许多领域应用的先决条件，如自组装、智能光学材料、生物医学和制药学。为此，人们对有效制备高度分散的磁性各向异性胶体颗粒越来越感兴趣，特别是对磁性强度稍弱的铁磁材料。

本专利可解决以上不足。

本专利涉及一种高分散性的磁性纳米颗粒材料合成的方法，此方法节约能源，合成的材料性能优良，应用突出。

发明内容

本申请针对目前合成高分散磁性纳米颗粒的不足，提出通过通用且温和的低温转换非磁性方法制备高度分散的各向异性磁性胶体颗粒。

本发明提供一种高分散性磁性纳米棒合成的方法，其特征在于：由多孔二氧化硅包覆的磁性棒制成。

优选的，所述高分散性磁性纳米棒，其特征在于：包覆二氧化硅并熟化后必须用热水刻蚀：

优选的，所述椭圆形FeOOH@SiO₂粒子在水在室温下保持12小时

优选的，所述FeOOH@SiO₂水溶液在100℃烤箱放置两个小时

本发明提供的一种高分散性磁性纳米棒，其特征在于，制备FeOOH棒颗粒，将制备好的FeOOH棒颗粒进行修饰与包覆二氧化硅，并将上述的FeOOH棒颗粒分散液进行热水蚀刻后收集并干燥。然后在H₂氛围中350℃还原该颗粒之后并重新分散在水中得到高分散性磁性纳米棒材料。

本申请的优点：

1.节约能源:还原温度较之前方法低100℃左右，更加绿色低碳。

2.高分散性：还原温度更低，从而二氧化硅的保护层的胶体分散性更好，因此颗粒具有良好的胶体分散性，而且包覆的多孔二氧化硅大大提高了壳的渗透率。

3.应用广泛：一方面，大幅节约能源，绿色环保。另一方面，大大提高了胶体的分散性，可更好地应用于更多苛刻条件下。

附图说明