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，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一個的被包覆；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)長鏈分子包覆，磁場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)明是這樣來實現(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，冰浴過程中緩慢加入過硫酸銨的水溶液。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)點是本發(fā)明使用聚苯胺對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、磁場可控制的新型磁光材料——磁致電導(dǎo)磁性液體。
具體實施例方式結(jié)合上述發(fā)明內(nèi)容提供以下實施案例。實施例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，冰浴過程中緩慢加入25ml 0. 4mol/l過硫酸銨的水溶液。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，冰浴過程中緩慢加入20ml 0. 4mol/l過硫酸銨的水溶液。 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；過硫酸胺；十二烷基苯磺酸鈉；乙醇； 制備過程如下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，冰浴過程中緩慢加入過硫酸銨的水溶液；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，冰水浴過程中緩慢加入過硫酸銨的水溶液；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、磁場可控制的新型磁光材料。
文檔編號H01F1/44GK102360676SQ20111029897
公開日2012年2月22日 申請日期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 申請人:南昌航空大學(xué)