一种磁响应木材/Fe3O4复合材料的制备方法，涉及一种木材表面原位生长Fe3O4的方法。本发明专利技术的目的是要解决现有制备磁响应木材存在工艺复杂、制备周期长和磁性物质与木材基质结合差的缺点。制备方法：一、超声处理；二、进行壳聚糖修饰；三、负载铁盐溶液；四、浸渍到氨水溶液中；五、干燥，得到磁响应木材/Fe3O4复合材料。本发明专利技术得到的磁响应木材/Fe3O4复合材料的磁矩为14.065memu～57.460memu；本发明专利技术能够给每种木材赋予一个特定的磁性“身份”，给木材贴上了防伪标签。本发明专利技术可获得一种磁响应木材/Fe3O4复合材料的制备方法。
【技术实现步骤摘要】
—种磁响应木材/Fe3O4
本专利技术涉及一种木材表面原位生长Fe3O4的方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，将无机纳米粒子与木材进行复合已成为材料科学研究领域的重点和热点，尤其在增加木材强度、高效抑菌木材、阻燃木材、电磁屏蔽木材等改良方面发展迅速。为了丰富木材的功能化改良和进一步提高木材的高附加值利用，发挥“响应”、“智能”等特殊功能，是当今木材改良的重点研究方面。 针对现有的制备磁性木材技术存在其工艺复杂、周期长和磁性物质与木材基质结合差等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有制备磁响应木材存在工艺复杂、制备周期长和磁性物质与木材基质结合差的缺点，而提供一种磁响应木材/Fe3O4。 一种磁响应木材/Fe3O4，具体是按以下步骤完成的: 一、超声处理:将木材基质依次在蒸馏水、乙醇和丙酮中分别超声处理20min?25min,再在室温下自然干燥24h?48h,得到超声处理后的木质基材； 二、进行壳聚糖修饰:将超声处理后的木质基材浸溃在0.20Z0?1.0%的壳聚糖溶液中1min?30min,在30°C?40°C下干燥5min?15min,得到壳聚糖修饰后的木材基质； 步骤二中所述的木质基材的表面积与0.2%?1.0 %的壳聚糖溶液的体积比为(0.1cm2 ?1.0cm2):1mL ； 三、负载铁盐溶液:将壳聚糖修饰后的木材基质浸溃到铁盐溶液中1min?35min,在30°C?40°C下干燥5min?20min,得到负载铁盐的木材基质； 步骤三中所述的壳聚糖修饰后的木材基质的表面积与铁盐溶液的体积比为(0.2cm2 ?1.2cm2):1mL ； 四、浸溃到氨水溶液中:将负载铁盐的木材基质浸溃到浓度为0.5mol/L?5.0moI/L的氨水溶液中25min?50min，取出后使用蒸馏水进行洗涤至洗涤液的pH值为7，得到氨水溶液处理后的木材基质； 步骤四中所述的负载铁盐的木材基质的表面积与浓度为0.5mol/L?5.0moI/L的氨水溶液的体积比为(0.05cm2?0.85cm2):1mL ； 五、干燥:将氨水溶液处理后的木材基质在温度为65°C?85°C下干燥24h?48h，得到磁响应木材/Fe3O4复合材料。 本专利技术的原理:在本专利技术中壳聚糖起到了“桥梁”的作用，其本身具有官能团氨基(MV)和羟基(0H—)，一方面羟基与木材中的羟基发生氢键反应，另一方面通过氨基吸附金属离子，使得在随后的共沉积反应中生成的Fe3O4与木材结合牢固；共沉积反应方程式如下: Fe2++2Fe3++80r = Fe304+4H20 本专利技术的优点: 一、本专利技术利用壳聚糖修饰的木材作为模板，在室温、常压下，在木材表面原位生长磁性Fe3O4纳米粒子，此过程易于操作、过程可控，成本低廉，生长的Fe3O4与木材结合非常牢固，制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料具有“响应”功能，可以通过控制铁盐浓度实现调节“响应”强弱可控的特性，能够实现每一种木材具有特定的响应功能。本专利技术得到的磁响应木材/Fe3O4复合材料的磁矩为14.065memu?57.460memu ;因此,本专利技术能够给每种木材赋予一个特定的磁性“身份”，给木材贴上了防伪标签； 二、本专利技术解决了现有方法制备的磁响应木材存在的工艺复杂、磁性物质与木材基质结合差的问题； 三、本专利技术制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料中Fe304涂层与木材之间的结合强度紧密、牢固，结合强度高于0.79MPa。 本专利技术可获得一种磁响应木材/Fe3O4。 【附图说明】 图1为试验一中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料的反应原理示意图； 图2为试验一中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料的数码照片图； 图3为试验一中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料放大500倍的SEM图； 图4为试验一中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料放大10000倍的SEM图； 图5为试验一中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料的XRD图； 图6为试验二中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料的XRD图； 图7为试验三中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料的XRD图； 图8为试验一中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料的磁滞回线图，图中a为试验一中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料的磁滞回线图，b为试验二中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料的磁滞回线图，c为试验三中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料的磁滞回线图； 图9为试验三中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料的铁磁行为图，图中I为永磁体，2为试验三中制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料。 【具体实施方式】 【具体实施方式】一:本实施方式是一种磁响应木材/Fe3O4具体是按以下步骤完成的: 一、超声处理:将木材基质依次在蒸馏水、乙醇和丙酮中分别超声处理20min?25min,再在室温下自然干燥24h?48h,得到超声处理后的木质基材； 二、进行壳聚糖修饰:将超声处理后的木质基材浸溃在0.2 0Z0?1.0%的壳聚糖溶液中1min?30min,在30°C?40°C下干燥5min?15min,得到壳聚糖修饰后的木材基质； 步骤二中所述的木质基材的表面积与0.2%?1.0 %的壳聚糖溶液的体积比为(0.1cm2 ?1.0cm2):1mL ； 三、负载铁盐溶液:将壳聚糖修饰后的木材基质浸溃到铁盐溶液中1min?35min,在30°C?40°C下干燥5min?20min,得到负载铁盐的木材基质； 步骤三中所述的壳聚糖修饰后的木材基质的表面积与铁盐溶液的体积比为(0.2cm2 ?1.2cm2):1mL ； 四、浸溃到氨水溶液中:将负载铁盐的木材基质浸溃到浓度为0.5mol/L?5.0moI/L的氨水溶液中25min?50min，取出后使用蒸馏水进行洗涤至洗涤液的pH值为7，得到氨水溶液处理后的木材基质； 步骤四中所述的负载铁盐的木材基质的表面积与浓度为0.5mol/L?5.0moI/L的氨水溶液的体积比为(0.05cm2?0.85cm2):1mL ； 五、干燥:将氨水溶液处理后的木材基质在温度为65°C?85°C下干燥24h?48h，得到磁响应木材/Fe3O4复合材料。 本实施方式的原理:在本实施方式中壳聚糖起到了 “桥梁”的作用，其本身具有官能团氨基(MV)和羟基(0H—)，一方面羟基与木材中的羟基发生氢键反应，另一方面通过氨基吸附金属离子，使得在随后的共沉积反应中生成的Fe3O4与木材结合牢固；共沉积反应方程式如下: Fe2++2Fe3++80r = Fe304+4H20 本实施方式的优点: —、本实施方式利用壳聚糖修饰的木材作为模板,在室温、常压下,在木材表面原位生长磁性Fe3O4纳米粒子，此过程易于操作、过程可控，成本低廉，生长的Fe3O4与木材结合非常牢固，制备的磁响应木材/Fe3O4复合材料具有“响应”功能，可以通过控制铁盐浓度实现调节“响应”强弱可控的特性，能够实现每一种木材具有特定的响应功能；本实施方式得到的磁响应木材/Fe3O4复合材料的磁矩为14.065memu?57.460memu ;因此,本实施方式能够给每种木材赋予一个特定的磁性“本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁响应木材/Fe3O4复合材料的制备方法，其特征在于一种磁响应木材/Fe3O4复合材料的制备方法具体是按以下步骤完成的：一、超声处理：将木材基质依次在蒸馏水、乙醇和丙酮中分别超声处理20min～25min，再在室温下自然干燥24h～48h，得到超声处理后的木质基材；二、进行壳聚糖修饰：将超声处理后的木质基材浸渍在0.2％～1.0％的壳聚糖溶液中10min～30min，在30℃～40℃下干燥5min～15min，得到壳聚糖修饰后的木材基质；步骤二中所述的木质基材的表面积与0.2％～1.0％的壳聚糖溶液的体积比为(0.1cm2～1.0cm2):1mL；三、负载铁盐溶液：将壳聚糖修饰后的木材基质浸渍到铁盐溶液中10min～35min，在30℃～40℃下干燥5min～20min，得到负载铁盐的木材基质；步骤三中所述的壳聚糖修饰后的木材基质的表面积与铁盐溶液的体积比为(0.2cm2～1.2cm2):1mL；四、浸渍到氨水溶液中：将负载铁盐的木材基质浸渍到浓度为0.5mol/L～5.0mol/L的氨水溶液中25min～50min，取出后使用蒸馏水进行洗涤至洗涤液的pH值为7，得到氨水溶液处理后的木材基质；步骤四中所述的负载铁盐的木材基质的表面积与浓度为0.5mol/L～5.0mol/L的氨水溶液的体积比为(0.05cm2～0.85cm2):1mL；五、干燥：将氨水溶液处理后的木材基质在温度为65℃～85℃下干燥24h～48h，得到磁响应木材/Fe3O4复合材料。...
【技术特征摘要】
1.一种磁响应木材/Fe3O4复合材料的制备方法，其特征在于一种磁响应木材/Fe3O4复合材料的制备方法具体是按以下步骤完成的: 一、超声处理:将木材基质依次在蒸懼水、乙醇和丙酮中分别超声处理20min?25min,再在室温下自然干燥24h?48h，得到超声处理后的木质基材； 二、进行壳聚糖修饰:将超声处理后的木质基材浸溃在0.2%?1.0%的壳聚糖溶液中1min?30min,在30°C?40°C下干燥5min?15min,得到壳聚糖修饰后的木材基质； 步骤二中所述的木质基材的表面积与0.2 %?1.0 %的壳聚糖溶液的体积比为(0.1cm2 ?1.0cm2):1mL ； 三、负载铁盐溶液:将壳聚糖修饰后的木材基质浸溃到铁盐溶液中1min?35min，在30°C?40°C下干燥5min?20min,得到负载铁盐的木材基质； 步骤三中所述的壳聚糖修饰后的木材基质的表面积与铁盐溶液的体积比为(0.2cm2?1.2cm2):1mL ； 四、浸溃到氨水溶液中:将负载铁盐的木材基质浸溃到浓度为0.5mol/L?5.0mol/L的氨水溶液中25min?50min，取出后使用蒸馏水进行洗涤至洗涤液的pH值为7，得到氨水溶液处理后的木材基质； 步骤四中所述的负载铁盐的木材基质的表面积与浓度为0.5mol/L?5.0mol/L的氨水溶液的体积比为(0.05cm2?0.85cm2):1mL ； 五、干燥:将氨水溶液处理后的木材基质在温度为65°C?85°C下干燥24h?48h,得到磁响应木材/Fe3O4复合材料。2.根据权利要求1所述的一种磁响应木材/Fe3O4复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的0.2%?1.0 %的壳聚糖溶液中的溶剂是0.5wt%?2.5wt%乙酸。3.根据权利要求1所述的一种磁响应木材/Fe3O4复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述的铁盐溶液为FeCl2溶液和FeCl3溶液的混合液；所述的铁盐溶液中FeCl2溶液的浓...
【专利技术属性】
技术研发人员：李坚，惠彬，李国梁，韩光辉，李莹莹，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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