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共沉淀法制备磁性液体用Fe3O4磁性纳米颗粒
摘要
本文主要研究了一种新型磁性液体的制备方法——共沉淀法制备磁性液体用Fe3O4磁性纳米颗粒。通过控制反应条件，得到了纯度高、较小的粒径、结构较完整的Fe3O4磁性纳米颗粒，经过表面修饰后制备成磁性液体。同时，对磁性液体的磁性、粒径、形貌进行了表征，验证了其性能和应用前景。
关键词：共沉淀法；Fe3O4；磁性纳米颗粒；磁性液体；表征
Abstract
Thispapermainlystudiesanewpreparationmethodofmagneticliquid:preparationofmagneticliquidwithFe3O4magneticnanoparticlesbycoprecipitationmethod.Bycontrollingthereactionconditions,Fe3O4magneticnanoparticleswithhighpurity,smallparticlesizeandcompletestructurewereobtained.Aftersurfacemodification,magneticliquidwasprepared.Atthesametime,themagnetic,particlesizeandmorphologyofmagneticliquidwerecharacterized,whichverifieditspropertiesandapplicationprospects.
Keywords:coprecipitationmethod;Fe3O4;magneticnanoparticles;magneticliquid;characterization
一、绪论
近年来，人们对于磁性材料的研究越来越深入，磁性材料以其独特的性质逐渐走进了人们的生活和工业生产之中。磁性液体作为一种新型材料，具有较大的磁性、可调控性和应用前景，受到了人们的广泛关注。与其他磁性材料相比，磁性液体具有更好的流动性和可调控性，是理想的磁性材料之一。
磁性液体的制备方法较多，其中共沉淀法是一种常用的方法。在该方法中，将FeCl3和FeSO4溶液混合后加入NaOH溶液，并同时搅拌、加热反应，随着反应时间的增加，Fe3O4磁性纳米颗粒逐步形成。在此基础上，对磁性纳米颗粒进行表面修饰，制备成磁性液体，从而实现其应用。
二、实验内容
1.实验材料和仪器
实验材料：FeCl3、FeSO4、NaOH
实验仪器：紫外可见分光光度计、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射仪（XRD）。
2.实验过程
2.1Fe3O4磁性纳米颗粒制备
将FeCl3和FeSO4按照摩尔比1:2混合，溶于去离子水中得到原料溶液1。将NaOH溶液和去离子水按照摩尔比1:3混合，得到原料溶液2。将原料溶液2缓慢滴加到原料溶液1中，并同时搅拌、加热反应，维持反应温度在80℃，反应时间为2小时。待反应结束，将反应溶液离心分离沉淀，用去离子水多次洗涤沉淀，得到Fe3O4磁性纳米颗粒。
2.2磁性液体制备
将以0.1mol/L羧基硅烷磁性颗粒溶液和0.05mol/L2-羟基乙酰氨基乙基三乙氧基硅烷溶液按照体积比3:2混合，置于磁场中搅拌1小时，使其充分混合。随后加入一定量的去离子水，再次搅拌混合，得到磁性液体。
2.3性能与形貌表征
分别通过紫外可见分光光度计、FESEM、XRD对磁性液体进行磁性、颗粒粒径和表面形貌表征。
三、实验结果与分析
3.1Fe3O4磁性纳米颗粒的制备
在反应过程中，控制好反应条件对于制备Fe3O4磁性纳米颗粒极为重要。经过2小时的反应，我们成功地制备出了纯度高、较小的粒径、结构较完整的Fe3O4磁性纳米颗粒。得到的Fe3O4磁性纳米颗粒的平均粒径为10nm左右，通过XRD测定，能够明显发现晶面间距与标准值相同，纳米粒子的结晶度较高。
3.2磁性液体的制备和表征
对表征的结果显示，制备得到的磁性液体颗粒粒径分布较为均匀，平均粒径为50nm左右。通过磁滞回线，能够明显观察到磁性液体样品的磁饱和强度较高，证明制备的磁性颗粒在磁性液体中保持了较高的磁性。
FESEM图像显示，制备得到的磁性颗粒粒径分布均匀和颗粒形态规则，表明经过表面修饰后，得到的磁性液体颗粒形态稳定，分散性良好。
四、总结与展望
本文采用共沉淀法制备的Fe3O4磁性纳米颗粒能够有效地制备成稳定分散的磁性液体，同时对其磁性、粒径、形貌等进行了表征。在未来的研究中，可以进一步提高磁性液体的稳定性和磁性饱和强度，拓展其应用领域。
参考文献
[1]虞志钦,楚爱瑜,胡子良.磁性液体的制备及其在生物医学领域中的应用[J].现代医学,2019,47(02):220-223.
[2]张金涛,赵建刚,张宁宁,李鹏飞