本发明专利技术公开一种碳包覆四氧化三铁空心胶体球的制备方法，属磁性材料制备领域。该方法包括：以正硅酸四乙酯水解方法制备二氧化硅纳米小球，将制备出的二氧化硅溶于丙酮中，加入二茂铁，向其中加入双氧水氧化二茂铁，在180～240℃较低温度的溶剂热条件下合成中心为二氧化硅，中层为四氧化三铁，最外层为碳的三层纳米粒子，将此粒子置于水中加入氨水在140～180℃较低温度的溶剂热条件下腐蚀中心的二氧化硅从而获得碳包覆四氧化三铁双壳层空心粒子；得到的纳米粒子尺寸均一、球形度好、大小可控、具有超顺磁性，由于为空心结构质量较轻，具有良好胶体稳定性与化学稳定性；此粒子在太阳能电池、生物医学及纳米自组装领域有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁性纳米材料制备领域，尤其涉及一种。
技术介绍
据中国《无机盐エ业》(2007年，第39卷，5页)介绍，四氧化三铁纳 米粒子在磁存储、催化、生物医药、微波吸收材料等方面有可观的应用前景。在生物医药方面四氧化三铁可以作为药物载体进行靶向给药，也可以作为核磁共振的增强剂。四氧化三铁制备的磁流体在真空密封、音圈散热、快速印刷、分选矿物、精密研磨、传感器和宇航技术等领域获得广泛应用。英国《化学通讯》(Chem. Commun. 2004年,2442页)报道了一种用铁的硬脂酸盐热分解的方法制备碳包覆四氧化三铁的方法，不过此方法需要在900°C高温下分解制备，设备要求较高，并且此方法制备出的粒子碳层厚度从20到SOnm不等，粒子直径也在20至200nm之间，粒径分布过宽，这大大限制了该粒子在光子晶体材料方面等的应用，而且此粒子为实心粒子，质量较大，也限制了其在生物方面(比如药物载体)的应用。美国化学会志(J. AM.CHEM. S0C. 2002年，第124卷，8204页)报道了ー种用金属有机化合物作为前驱体合成四氧化三铁纳米粒子的方法，不过此方法在油相中进行，需要进行表面修饰之后才能获得亲水性，前驱体昂贵且危险这也大大限制了粒子在生物方面的应用。以上制备四氧化三铁粒子的方法，或者制备温度较高、エ艺要求复杂，或者粒子亲水性较差、需要表面修饰，或者粒子为实心质量偏重，都无法制备兼具粒径均一、亲水性好、有超顺磁性、质量小等特点的粒子。此外文献中提到的表面修饰粒子常常以有机物进行修饰，这种粒子热稳定性不佳，以上种种原因都限制了粒子在生物、催化、磁存储等方面的应用。
技术实现思路
本专利技术实施方式提供一种，可以解决目前制备碳包覆四氧化三铁粒子的方法，存在温度高、エ艺复杂、制得粒子为实心质量偏重、亲水性较差、需要表面修饰等问题；具有エ艺简单，能制备粒径均一、亲水性好、有超顺磁性、质量小的粒子。为解决上述问题本专利技术提供的技术方案如下本专利技术实施例提供一种碳包覆四氧化三铁空心胶体球的制备方法，包括a、将こ醇与氨水配制成混合溶液，向所述混合溶液加入正硅酸四こ酷，搅拌反应得到尺寸均一的纳米ニ氧化硅小球产物，将得到的产物洗涤离心分离后并干燥；b、将上述步骤a得到的产物加入到丙酮中，加入ニ茂铁，滴加双氧水，搅拌装入反应釜中反应得到ニ氧化硅内核碳包覆四氧化三铁小球的产物，对反应后得到的产物进行洗涤后离心分离；C、将步骤b得到的产物洗涤后分散在水中，加入氨水，装入反应釜中反应后，将反应得到的产物进行磁分离，分离出的产物即为碳包覆四氧化三铁空心胶体球。 由上述提供的技术方案可以看出，本专利技术实施方式提供的方法中，将ニ氧化硅纳米球作为模板，产物大小均一；以易得的ニ茂铁作为前驱物，用溶剂热方法在相对低的温度下合成的粒子外层不需修饰就有ー层羧基碳层，水溶性很好；通过将内层ニ氧化硅腐蚀获得了空心粒子从而减轻了粒子质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。图I为本专利技术实施例I提供的方法中步骤a的产物的场发射扫描电镜图像；图2为本专利技术实施例I提供的方法中步骤b的产物的X射线衍射图；图3为本专利技术实施例I提供的方法中步骤b的产物的透射电镜图和电子衍射像；图4为本专利技术实施例I提供的方法中步骤b的产物的拉曼光谱；图5为本专利技术实施例I提供的方法中步骤b的产物的红外光谱；图6为本专利技术实施例I提供的方法中步骤b的产物的磁滞回线；图7为本专利技术实施例I提供的方法中步骤b的产物的场发射扫描电镜图像；图8为本专利技术实施例I提供的方法中步骤c的产物的透射电子显微镜图像；图9为本专利技术实施例2提供的方法中得到的ニ氧化硅的场发射扫描电镜图像；图10为本专利技术实施例7提供的方法中反应2小时得到的产物的透射电镜像；图11为本专利技术实施例7提供的方法中反应4小时得到的产物的透射电镜像；图12为本专利技术实施例7提供的方法中反应8小时得到的产物的透射电镜像。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例提供一种碳包覆四氧化三铁空心胶体球的制备方法，包括a、将こ醇与氨水配制成混合溶液，向所述混合溶液加入正硅酸四こ酷，搅拌反应得到尺寸均一的纳米ニ氧化硅小球产物，将得到的产物洗涤离心分离后并干燥；上述方法步骤a中，将こ醇与氨水配制成混合溶液为将こ醇与30%体积浓度为30%的氨水配制成混合溶液；こ醇、氨水与正硅酸四こ酯三者的体积比为70 80 5 10 O. 5 I. 5 ;向所述混合溶液加入正硅酸四こ酯为逐滴缓慢滴加加入，一般滴加时间控制在20 30分钟；搅拌时间为5 8小时,搅拌采用磁力搅拌,磁力搅拌速度为1000r/min ;反应温度为40 60°C ;反应得到尺寸均一的纳米ニ氧化硅小球的粒径为50 60nm。b、将上述步骤a得到的产物加入到丙酮中，加入ニ茂铁，滴加双氧水，搅拌装入反应釜中反应得到ニ氧化硅内核碳包覆四氧化三铁小球的产物，对反应后得到的产物进行洗涤后离心分离；上述方法步骤b中，滴加双氧水为体积浓度为30 %的双氧水；步骤b中，以丙酮作为溶剤，以ニ茂铁作为四氧化三铁的前驱体，以双氧水作为氧化剂，ニ氧化硅、ニ茂铁、丙酮与双氧水四者的质量比为0.05 O. I 0.25 O.35 20 30 I 2 ; 搅拌时间为I 2小时；在反应釜中的反应时间为1 2天，反应温度为180 240°C，可将反应釜密封，使反应釜在密封状态下进行反应；反应后得到的ニ氧化硅内核碳包覆四氧化三铁小球的粒径为100 120nm。C、将步骤b得到的产物洗涤后分散在水中，加入氨水，装入反应釜中反应后，将反应得到的产物进行磁分离，分离出的产物即为碳包覆四氧化三铁空心胶体球。上述方法步骤c中，加入的氨水为体积浓度为30%的氨水；氨水作为腐蚀剂腐蚀步骤b得到产物的ニ氧化硅，在反应釜中反应的腐蚀温度为140 180°C ；在反应釜中的反应时间为6 12小时；上述步骤c中，在O. 2 O. 4T的磁场下将反应得到的产物进行磁分离。上述方法以正硅酸四こ酯水解方法制备ニ氧化硅纳米小球，将制备出的ニ氧化硅溶于丙酮中，加入ニ茂铁，向其中加入双氧水氧化ニ茂铁，在较低温度(180 240°C )的溶剂热条件下合成中心为ニ氧化硅，中层为四氧化三铁，最外层为碳的三层纳米粒子，将此粒子置于水中加入氨水在较低温度(140 180°C)的溶剂热条件下腐蚀中心的ニ氧化硅从而获得碳包覆四氧化三铁双壳层空心粒子(即碳包覆四氧化三铁空心胶体球)；制得的该纳米粒子尺寸均一、球形度好、大小可控、具有超顺磁性，由于为空心结构质量较轻，具有良好的胶体稳定性与化学稳定性；此粒子在太阳能电池，生物医学以及纳米自组装领域有广阔的应用前景。上述，具体包括以下步骤a、在40 60°C环境下将O. 5 L 5ml正硅酸四こ酯缓缓加入到本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碳包覆四氧化三铁空心胶体球的制备方法，其特征在于，包括 a、将こ醇与氨水配制成混合溶液，向所述混合溶液加入正硅酸四こ酷，搅拌反应得到尺寸均一的纳米ニ氧化硅小球产物，将得到的产物洗涤离心分离后并干燥； b、将上述步骤a得到的产物加入到丙酮中，加入ニ茂铁，滴加双氧水，搅拌装入反应釜中反应得到ニ氧化硅内核碳包覆四氧化三铁小球的产物，对反应后得到的产物进行洗涤后离心分离； C、将步骤b得到的产物洗涤后分散在水中，加入氨水，装入反应釜中反应后，将反应得到的产物进行磁分离，分离出的产物即为碳包覆四氧化三铁空心胶体球。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，将こ醇与氨水配制成混合溶液为将こ醇与体积浓度为30%的氨水配制成混合溶液； 搅拌时间为5 8小时。3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，こ醇、氨水与正硅酸四こ酯三者的体积比为70 80 5 10 O. 5 I. 5; 所述步骤a中，反应温度为40 60°C ； 所述步骤a中,得到尺寸均一的纳米ニ氧化娃小球的粒径为50 60nm。4....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈乾旺，孙志远，程凯，周玉梅，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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