一种柔性四氧化三铁纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种柔性四氧化三铁纤维及其制备方法。所述四氧化三铁纤维直径约为0.5～1.5μm，由四氧化三铁纳米晶粒组成。制备方法包括：将新制备的氢氧化铁、酸源在水中充分搅拌至完全溶解，减压蒸馏，直至形成粘稠溶胶；加入助纺剂，并调节到一定黏度得到前驱体纺丝液；通过静电纺丝获得前驱体纤维，再经空气气氛下预处理和无氧环境高温热处理制得四氧化三铁纤维，无需还原步骤。本发明专利技术不仅克服了铁盐直接溶于高聚物形成纺丝液进而静电纺丝制备的纤维柔性不佳的问题，且解决了共混纺丝法中四氧化三铁纳米颗粒在纺丝液中混合不均匀和四氧化三铁纳米颗粒掺量有限导致饱和磁化强度低的问题。纤维柔韧性优异，饱和磁化率高，易于通过外加磁场分离。

A flexible ferric oxide fiber and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种柔性四氧化三铁纤维及其制备方法
本专利技术属于合成纤维
，具体涉及一种柔性四氧化三铁纤维及其制备方法。
技术介绍
纳米四氧化三铁(Fe3O4)因为制备简单，铁元素来源广，室温下饱和磁化强度高，无毒无害且具有生物相容等优点，是应用最广泛的磁性材料。在磁性器件、磁存储、磁流体、细胞分离、蛋白质提纯、药物盛载与释放等方面有着巨大的应用价值。因其在外磁场作用下固液相的分离十分简单，且比表面积大，在水处理方面也有着广泛的应用。而四氧化三铁纤维不仅具有四氧化三铁纳米粒子的上述优点，还克服了其易团聚的缺点。牟方志等用溶胶凝胶法制备出了Fe3O4中空/螺旋纤维(牟方志、官建国等，四氧化三铁中空/螺旋纤维的制备及形成机理[J].高等学校化学学报.2008，9(29)：1707-1711)，但该方法需要将α-Fe2O3中空/螺旋纤维在N2/H2混合气体中还原来制备Fe3O4纤维。静电纺丝法是当前制备四氧化三铁纤维最简单有效的方法，且静电纺丝法制备的纤维具有比表面积大、直径分布均匀等优势。董相廷、郭江东等人采用静电纺丝技术制备PVP/Fe(NO3)3复合纳米纤维，随后制得α-Fe2O3空心纳米纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性四氧化三铁纤维的制备方法，包括步骤如下：(1)称取三价铁盐加入到去离子水中搅拌溶解，滴加碱性溶液直至其完全沉淀，离心分离沉淀并用去离子水清洗，制备氢氧化铁沉淀；(2)按照摩尔比为铁离子：酸源＝1：1～3的比例，分别称取步骤(1)新制备的氢氧化铁、酸源，在25～90℃温度下加入到水中搅拌反应溶解，搅拌时间12～24h，得到澄清溶液；(3)将步骤(2)所制得的澄清溶液在30～80℃减压蒸馏，直至形成粘稠溶胶；(4)在步骤(3)所得溶胶中加入助纺剂，并用溶剂调节粘度，在25～60℃温度下搅拌溶解，搅拌时间1～6h，制得四氧化三铁前驱体纺丝液；(5)将步骤(4)所制得的前驱体纺丝液进行静电...

【技术特征摘要】
1.一种柔性四氧化三铁纤维的制备方法，包括步骤如下：(1)称取三价铁盐加入到去离子水中搅拌溶解，滴加碱性溶液直至其完全沉淀，离心分离沉淀并用去离子水清洗，制备氢氧化铁沉淀；(2)按照摩尔比为铁离子：酸源＝1：1～3的比例，分别称取步骤(1)新制备的氢氧化铁、酸源，在25～90℃温度下加入到水中搅拌反应溶解，搅拌时间12～24h，得到澄清溶液；(3)将步骤(2)所制得的澄清溶液在30～80℃减压蒸馏，直至形成粘稠溶胶；(4)在步骤(3)所得溶胶中加入助纺剂，并用溶剂调节粘度，在25～60℃温度下搅拌溶解，搅拌时间1～6h，制得四氧化三铁前驱体纺丝液；(5)将步骤(4)所制得的前驱体纺丝液进行静电纺丝，得到四氧化三铁前驱体纤维；(6)将步骤(5)获得的四氧化三铁前驱体纤维在空气条件下，以0.5～4℃/min的升温速率升温至200～350℃，保温0.5～2h，进行预处理；(7)将步骤(6)获得的预处理纤维在无氧条件下，以3～10℃/min的升温速率升温至500～700℃，保温1～3h，获得四氧化三铁纤维。2.根据权利要求1所述的柔性四氧化三铁纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的三价铁盐为九水硝酸铁、六水氯化铁、九水硫酸铁之一或其组合。3.根据权利要求1所述的柔性四氧化三铁纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的碱性溶液为氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、有机弱碱溶液之一或其组合；优选的，有机弱碱为乙二胺、三乙胺或三乙醇胺。4.根据权利要求1所述的柔性四氧化三铁纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新强，施淑颖，许东，朱陆益，张光辉，刘雪松，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37