一种四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法技术

本发明专利技术属于表面疏水技术领域，公开了一种四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法，将四氧化三铁纳米粒子分散于单宁酸水溶液中，搅拌过滤，再分别用水和乙醇洗涤，然后将包覆有单宁酸的四氧化三铁磁性纳米粒子分散于十六胺的乙醇溶液中，搅拌过滤，再用乙醇洗涤后即可得到疏水四氧化三铁磁性纳米粒子。本发明专利技术表面改性的疏水四氧化三铁磁性纳米粒子能分散在有机溶剂如苯、甲苯和苯乙烯中，从而使其在实际应用中不再因不能分散于有机溶剂中而限制其应用，扩大了四氧化三铁磁性纳米粒子的应用范围。用范围。用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法


[0001]本专利技术属于纳米粒子表面疏水
，尤其涉及一种四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法。

技术介绍

[0002]四氧化三铁磁性纳米粒子由于其特殊的物理化学性质，使其在生物医药、催化、微波吸波和磁记录等领域有着广泛的应用，但是由于四氧化三铁磁性纳米粒子粒径小，比表面积大，其本身又具有磁性，这使得其很容易团聚，也容易被空气氧化，同时它在非极性溶剂中不易分散，这使得它的应用受到很大程度的限制，因此很有必要将四氧化三铁磁性纳米粒子的表面进行疏水改性。目前制备疏水四氧化三铁磁性纳米粒子的方法一般是对其进行表面修饰，以使粒子具有疏水性。袁霞等分别用油酸和十八烷基三甲基硅烷对纳米四氧化三铁纳米粒子进行疏水化修饰，使在有机溶剂中具有更高的稳定性。但油酸包覆后的四氧化三铁纳米粒子在有机溶剂中的稳定性不好，且只能分散在某些特定的有机溶剂中，也有研究者用氟硅烷和硅酸四乙酯对四氧化三铁磁性纳米粒子进行表面疏水处理，但改性后的表面既不亲水也不亲油。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004]1.团聚问题：由于四氧化三铁磁性纳米粒子的小粒径和大比表面积，其易于发生团聚现象，导致粒子的分散性变差，限制了其在应用中的稳定性和效果。
[0005]2.溶剂选择限制：目前的表面疏水化方法只适用于特定的有机溶剂，对于非极性溶剂或其他有机溶剂的分散性较差，限制了四氧化三铁磁性纳米粒子在不同溶剂体系中的应用范围。
[0006]3.稳定性问题：油酸等某些表面修饰剂在有机溶剂中对四氧化三铁磁性纳米粒子的稳定性较差，容易发生团聚，影响纳米粒子的应用性能。
[0007]4.反应性和亲水性问题：现有的疏水改性方法虽然可以使四氧化三铁磁性纳米粒子具有疏水性，但改性后的表面既不具备良好的亲水性也不具备亲油性，这限制了其在某些应用领域中的使用。
[0008]因此，需要解决的技术问题是开发一种能够有效抑制团聚、提高四氧化三铁磁性纳米粒子在多种溶剂体系中的分散性，并且能够提供稳定性和可控的表面改性方法，使得纳米粒子既具备疏水性，又具备良好的亲水性或亲油性，以满足其在生物医药、催化、微波吸波和磁记录等领域的广泛应用需求。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法。
[0010]本专利技术是这样实现的，一种四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法，具体为先后用单宁酸和十六胺对四氧化三铁磁性纳米粒子进行表面改性处理得到具有疏水性的
四氧化三铁磁性纳米粒子。
[0011]进一步，四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法包括以下步骤：
[0012]步骤一，将四氧化三铁纳米粒子分散于单宁酸水溶液中，搅拌过滤，再分别用水和乙醇洗涤；
[0013]步骤二，将包覆有单宁酸的四氧化三铁磁性纳米粒子分散于十六胺的乙醇溶液中，搅拌过滤，再用乙醇洗涤。
[0014]进一步，单宁酸与四氧化三铁磁性纳米粒子的质量比为1:50
‑
100，单宁素与十六胺的摩尔比为1:5
‑
10。
[0015]进一步，步骤一中每克四氧化三铁粉末对应的单宁酸水溶液体积为100
‑
200mL，单宁素水溶液的质量浓度为1
‑
3％，搅拌条件为常温下搅拌30
‑
60min。
[0016]进一步，步骤二中每克四氧化三铁粉末对应的十六胺的乙醇溶液体积为100
‑
200mL，十六胺乙醇溶液的体积浓度为1
‑
3％，搅拌条件为40
‑
70℃搅拌60
‑
90min。
[0017]结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0018]第一，本专利技术先利用天然产物单宁酸对四氧化三铁进行包覆，再利用单宁酸与十六胺形成席夫碱从而使四氧化三铁纳米粒子表面包覆上长烷基链，最终得到疏水四氧化三铁磁性纳米粒子，其能长期稳定分散于有机溶剂中，本专利技术可解决现有四氧化三铁磁性纳米粒子易团聚及在非极性溶剂中不易分散的缺陷，方法简单，操作性强，反应条件温和，扩大了四氧化三铁磁性纳米粒子的应用范围。
[0019]本专利技术表面改性的疏水四氧化三铁磁性纳米粒子能分散在有机溶剂如苯、甲苯和苯乙烯中，从而使其在实际应用中不再因不能分散于有机溶剂中而限制其应用，扩大了四氧化三铁磁性纳米粒子的应用范围。
[0020]第二，每个步骤的具体技术进步如下：
[0021]步骤一的技术进步：
[0022]1.使用单宁酸进行表面改性：单宁酸作为一种天然有机物，具有多酚结构和丰富的羟基官能团，可以与四氧化三铁磁性纳米粒子表面发生化学反应或吸附作用，实现表面改性，提高纳米粒子的疏水性。
[0023]2.单宁酸水溶液的使用：传统方法中常使用有机溶剂进行表面改性，而本方法使用单宁酸水溶液，既具备环境友好性，又方便操作和处理，减少有机溶剂的使用和环境污染。
[0024]3.搅拌过滤和洗涤的优化：通过适当的搅拌时间和速度，可以充分实现单宁酸与纳米粒子的接触和吸附，使得改性效果更好。洗涤步骤的反复操作可以有效去除残余的单宁酸和杂质，提高纳米粒子的纯度和稳定性。
[0025]步骤二的技术进步：
[0026]1.十六胺的使用：采用十六胺进行表面改性，其具有长碳链结构，可以与单宁酸包覆的四氧化三铁磁性纳米粒子表面形成疏水层，进一步增强纳米粒子的疏水性和稳定性。
[0027]2.乙醇溶液中的分散性：使用乙醇作为溶剂，可以有效分散纳米粒子和十六胺，促进二者之间的反应和吸附，从而实现表面改性。乙醇作为广泛使用的溶剂，易于操作和处理。
[0028]3.搅拌过滤和洗涤的优化：通过适当的搅拌时间和速度，可以促进十六胺与纳米粒子的反应和吸附，增强改性效果。洗涤步骤的反复操作可以去除残余的十六胺和杂质，提高纳米粒子的纯度和稳定性。
[0029]通过以上技术进步，本方法实现了对四氧化三铁磁性纳米粒子的有效疏水改性，提高了纳米粒子的分散性和稳定性，为其在生物医药、催化、微波吸波和磁记录等领域的应用提供了更广阔的可能性。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本专利技术实施例提供的四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法流程图；
[0032]图2是本专利技术实施例提供的四氧化三铁磁性纳米粒子的XRD图；
[0033]图3是本专利技术实施例提供的(a)未表面改性的四氧化三铁与水的接触角；(b)表面疏水改性的四氧化三铁与水的接触角；
[0034]图4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法，其特征在于，四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法为先后用单宁酸和十六胺对四氧化三铁磁性纳米粒子进行表面改性处理得到具有疏水性的四氧化三铁磁性纳米粒子。2.如权利要求1所述的四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法，其特征在于，四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法包括以下步骤：步骤一，将四氧化三铁纳米粒子分散于单宁酸水溶液中，搅拌过滤，再分别用水和乙醇洗涤；步骤二，将包覆有单宁酸的四氧化三铁磁性纳米粒子分散于十六胺的乙醇溶液中，搅拌过滤，再用乙醇洗涤。3.如权利要求2所述的四氧化三铁磁性纳米粒子表面疏水改性方法，其特征在于，单宁酸与四氧化三铁磁性纳米粒子的质量比为1:50
‑
100，单宁素与十六胺的摩尔比为1:5
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10。4.如权利要求2所述的四氧化三铁磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱琴，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：