CN104016416B - 聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法 - Google Patents

聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104016416B
CN104016416B CN201410269807.5A CN201410269807A CN104016416B CN 104016416 B CN104016416 B CN 104016416B CN 201410269807 A CN201410269807 A CN 201410269807A CN 104016416 B CN104016416 B CN 104016416B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyacrylate
nanometer
preparation
solution
ultrapure water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410269807.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104016416A (zh
Inventor
缪爱军
黄彬
李家梦
谭凌艳
肖�琳
杨柳燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University
Original Assignee
Nanjing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University filed Critical Nanjing University
Priority to CN201410269807.5A priority Critical patent/CN104016416B/zh
Publication of CN104016416A publication Critical patent/CN104016416A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104016416B publication Critical patent/CN104016416B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compounds Of Iron (AREA)

Abstract

本发明公开了一种聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法，称取铁盐固体，溶于超纯水中，得铁盐溶液；把铁盐溶液滴加到煮沸的超纯水中，搅拌至反应液变为透明深红色；将反应液冷却到室温，洗涤得到含有纳米α-Fe2O3颗粒的胶体母液；配制聚丙烯酸盐溶液调节pH值至5～7，将胶体母液调节pH值至5～7后与聚丙烯酸盐溶液混合；在摇床中，进行修饰，反应结束后洗涤即得。该方法用廉价易得的聚丙烯酸盐修饰α-Fe2O3纳米颗粒解决了纳米材料普遍存在的分散性差的问题，使α-Fe2O3纳米颗粒能够很好地分散在不同电解质溶液中。

Description

聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法，具体地说是使裸露的纳米α-Fe2O3颗粒吸附聚丙烯酸盐分子使其具有更好水溶液分散性的制备方法。
背景技术
聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料和重要化工产品，对温度变化稳定，能阻止金属离子对产品的消极作用，是一种具有多种特殊性能的表面活性剂，修饰在纳米材料表面能改变其分散性。比如聚丙烯酸钠能修饰氧化锌(Jianhui Zhang，2012)，氧化铝(Kenjiishiduki，1997)，高岭石(N.V.Sastry，1995)，蒙脱石(J.Billingham，1997)，氧化锆(S.Chibowski，2004)等等，增加其分散性。聚丙烯酸钠作为一种易得无毒的原料在食品，水处理等领域中被广泛使用。
纳米α-Fe2O3材料由于其可能存在的一些催化，光学特性使其在涂料，催化，医学，生物工程等领域具有很好的应用。但其在水溶液中的分散性需要进一步的提高。因此研究纳米α-Fe2O3有着现实和潜在的重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法，通过水解法，利用吸附作用得到聚丙烯酸钠修饰的α-Fe2O3纳米颗粒，解决了纳米材料普遍存在的水溶液分散性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)称取铁盐固体，溶于超纯水中，得铁盐溶液；
(2)把步骤(1)制得的铁盐溶液滴加到煮沸的超纯水中，搅拌至反应液变为透明深红色(溶液一开始迅速变为金黄棕色，最后变为透明深红色)；
(3)将步骤(2)得到的反应液冷却到室温，洗涤去除未完全反应的铁离子，得到含有纳米α-Fe2O3颗粒的胶体母液；
(4)配制聚丙烯酸盐溶液，用0.1～1mol/L的氢氧化钠调节pH值至5～7，将步骤 (3)得到的胶体母液用0.1～1mol/L的氢氧化钠(或盐酸)调节pH值至5～7后与聚丙烯酸盐溶液混合；混匀后超声，随后混合液放在摇床反应1～3天；反应结束后洗去多余的聚丙烯酸盐分子。
步骤(1)中，所述的铁盐为三氯化铁；铁盐固体溶于超纯水中，使得铁盐的浓度为0.02～2mol/L，优选浓度为0.1～2mol/L，最优选浓度为1mol/L。
步骤(2)中，铁盐溶液滴加流速为1～6ml/min，优选为2～4ml/min，最优选为3ml/min。
步骤(2)中，铁盐溶液和煮沸的超纯水的体积比为1:9～19，优选为1:9～15，最优选为1:10。
步骤(2)中，搅拌速度为100～1000rpm，优选为250～750rpm，最优选为500rpm。
步骤(3)中，洗涤去除未完全反应的铁离子的方式为：洗涤次数为3次以上，洗涤液为超纯水。
步骤(4)中，配制聚丙烯酸盐溶液，其中，聚丙烯酸盐为分子量为1800～240000的聚丙烯酸钠，聚丙烯酸盐的浓度为1～10g/L，优选为2～7g/L，最优选为5g/L。
步骤(4)中，胶体母液中，纳米α-Fe2O3颗粒的浓度为1～10g/L(纳米α-Fe2O3颗粒溶液的浓度可以通过向胶体母液添加超纯水稀释母液获得或者通过蒸发胶体母液中的水分控制理想浓度)，优选为2～7g/L，最优选为5g/L；聚丙烯酸盐溶液与胶体母液的体积比为1:1～19。
步骤(4)中，聚丙烯酸盐和纳米α-Fe2O3颗粒的浓度优选为相同。通过调节两者的体积比改变两者的含量。
步骤(4)中，超声功率为50～150W，优选为100～150W，最优选150W；超声时间为1～3小时，最优选2小时；超声温度为4～40℃，优选为20～40℃，最优选为25℃。摇床转速为100～1000rpm，优选为100～500rpm，最优选为200rpm；摇床反应温度为15～40℃，优选为20～40℃，最优选为25℃；摇床反应时间优选为2天。
步骤(4)中，洗涤去除多余的聚丙烯酸盐分子的方式为：洗涤次数为3次以上，洗涤液为超纯水。
按照上述方法制备得到的产品聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3也在本发明的保护范围之内。
按照本发明方法，步骤(3)得到的胶体母液和步骤(4)得到的最终产品中，纳米 α-Fe2O3均为六方晶系α-结构。
有益效果：本发明利用廉价、易得、无毒的聚丙烯酸钠作为表面活性剂，修饰通过水解方法得到的纳米α-Fe2O3，增强了其分散性，提高了纳米氧化铁的应用性能和应用前景。本工艺操作简单，粒径均一，原料易得，成本低，污染少。制备得到的产品为六方晶系的α-Fe2O3，适合工业化生产。
附图说明
图1样品的X射线衍射图谱(XRD)，为裸露氧化铁实施例3的XRD图谱。
图2样品的透射电镜图(TEM)为裸露氧化铁实施例1的TEM图。
图3样品的透射电镜图(TEM)为裸露氧化铁实施例2的TEM图。
图4样品的透射电镜图(TEM)为裸露氧化铁实施例3的TEM图。
图5样品的透射电镜图(TEM)为聚丙烯酸盐修饰后氧化铁实施例4的TEM图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1：裸露氧化铁合成。
室温下称取三氯化铁溶于超纯水，得到0.02mol/L的溶液。以5ml/min的流速滴加10ml氯化铁溶液至90ml的煮沸超纯水中，750rpm搅拌至反应液变为透明深红色。反应液冷却到室温，用超滤杯清洗3次去除未完全反应的铁离子，洗涤液为超纯水，得到含有纳米α-Fe2O3颗粒的胶体母液。
实施例2：裸露氧化铁合成。
室温下称取三氯化铁溶于超纯水，得到0.5mol/L的溶液。以3ml/min的流速滴加5ml氯化铁溶液至95ml的煮沸超纯水中，250rpm搅拌至反应液变为透明深红色。反应液冷却到室温，用超滤杯清洗4次去除未完全反应的铁离子，洗涤液为超纯水，得到含有纳米α-Fe2O3颗粒的胶体母液。
实施例3：裸露氧化铁合成。
室温下称取三氯化铁溶于超纯水，得到1mol/L的溶液。以2ml/min的流速滴加5ml氯化铁溶液至50ml的煮沸超纯水中，500rpm搅拌至反应液变为透明深红色。反应液冷却到室温，用超滤杯清洗4次去除未完全反应的铁离子，洗涤液为超纯水，得到含有纳米α-Fe2O3颗粒的胶体母液。
实施例4：聚丙烯酸钠修饰氧化铁。
配制5g/L的聚丙烯酸盐溶液和5g/L实施例3的含有纳米α-Fe2O3颗粒的胶体母液，分别调节pH至5.9，把聚丙烯酸盐溶液和含有纳米α-Fe2O3颗粒的胶体母液按1:5体积比混合；功率100W，温度4℃条件下超声1小时，随后混合液放在摇床300rpm，20℃条件下反应1天。反应结束后洗去多余的聚丙烯酸盐分子。修饰反应结束后同样用超纯水清洗3次去除多余的聚丙烯酸盐分子。得到的聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3粒径稳定，具体见表1。
实施例5：聚丙烯酸钠修饰氧化铁。
配制5g/L的聚丙烯酸盐溶液和5g/L实施例3的含有纳米α-Fe2O3颗粒的胶体母液，分别调节pH至6.7，把聚丙烯酸盐溶液和含有纳米α-Fe2O3颗粒的胶体母液按1:9体积比混合；功率150W，温度25℃条件下2小时，随后混合液放在摇床200rpm，25℃条件下反应2天。修饰反应结束后同样用超纯水清洗4次去除多余的聚丙烯酸盐分子。得到的聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3粒径稳定，具体见表1。
表1
实施例6：修饰氧化铁的稳定性测试(修饰氧化铁的分散性测试)。
将本发明合成修饰的氧化铁添加至不同电解质的溶液中，测定氧化铁粒径变化，如表2所示。
表2

Claims (7)

1.一种聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
(1)称取铁盐固体，溶于超纯水中，得铁盐溶液；
(2)把步骤(1)制得的铁盐溶液滴加到煮沸的超纯水中，搅拌至反应液变为透明深红色；
(3)将步骤(2)得到的反应液冷却到室温，洗涤去除未完全反应的铁离子，得到含有纳米α-Fe2O3颗粒的胶体母液；
(4)配制聚丙烯酸盐溶液，调节pH值至5～7，将步骤(3)得到的胶体母液调节pH值至5～7后与聚丙烯酸盐溶液混合，随后超声，再把混合液放在摇床反应1～3天，反应结束后洗去多余的聚丙烯酸盐分子；
步骤(1)中，所述的铁盐为三氯化铁；铁盐固体溶于超纯水中，使得铁盐的浓度为0.02～2mol/L；
步骤(4)中，配制聚丙烯酸盐溶液，其中，聚丙烯酸盐为分子量为1800～240000的聚丙烯酸钠，聚丙烯酸盐的浓度为1～10g/L；
步骤(4)中，胶体母液中，纳米α-Fe2O3颗粒的浓度为1～10g/L；聚丙烯酸盐溶液与胶体母液的体积比为1:1～19。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，铁盐溶液滴加流速为1～6mL/min。
3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，铁盐溶液和煮沸的超纯水的体积比为1:9～19。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，搅拌速度为100～1000rpm。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，洗涤去除未完全反应的铁离子的方式为：洗涤次数为3次以上，洗涤液为超纯水。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，超声功率为50～150W，超声时间为1～3小时，超声温度为4～40℃；摇床转速为100～1000rpm，摇床反应温度为15～40℃。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法，其特征在于，步骤 (4)中，洗涤去除多余的聚丙烯酸盐分子的方式为：洗涤次数为3次以上，洗涤液为超纯水。
CN201410269807.5A 2014-06-17 2014-06-17 聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法 Expired - Fee Related CN104016416B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410269807.5A CN104016416B (zh) 2014-06-17 2014-06-17 聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410269807.5A CN104016416B (zh) 2014-06-17 2014-06-17 聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104016416A CN104016416A (zh) 2014-09-03
CN104016416B true CN104016416B (zh) 2015-10-07

Family

ID=51433478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410269807.5A Expired - Fee Related CN104016416B (zh) 2014-06-17 2014-06-17 聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104016416B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104841433B (zh) * 2015-05-23 2017-03-08 吉林大学 一种具有孪晶结构的赤铁矿光催化剂及其制备方法
CN109675065A (zh) * 2018-12-20 2019-04-26 上海交通大学 用于t1和t2磁共振双模态造影的纳米磁珠及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100383198C (zh) * 2003-07-01 2008-04-23 上海华明高技术（集团）有限公司 一种提高无机氧化物粉体在有机介质中分散性的方法
CN1318518C (zh) * 2005-05-27 2007-05-30 华南理工大学 硫酸晶种混酸法氧化铁红制备方法
CN100569867C (zh) * 2005-06-24 2009-12-16 上海华明高技术（集团）有限公司 在有机介质中易分散性的透明氧化铁及其制造方法
CN103043726B (zh) * 2012-12-03 2015-01-14 云南云天化股份有限公司 椭球形粒径可控α-Fe2O3纳米颗粒的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104016416A (zh) 2014-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102205980B (zh) 单分散片状氢氧化镁阻燃剂的制备方法
CN103785852B (zh) 一种纳米银-纳米微晶纤维素复合物及其制备方法与应用
CN102416478B (zh) 一种制备不同形貌的银纳米粒子的绿色方法
CN104759261A (zh) 一种二氧化钛纳米复合材料及其制备方法和用途
CN104860357B (zh) 单分散的纳米片和/或纳米环及其制备和应用
CN105271405A (zh) 一种基于碳酸氧铋或氧化铋纳米管的材料及其制备方法
CN104477968B (zh) 一种利用植物酚酸制备氧化亚铜纳米线的方法
CN105536877A (zh) 超顺磁性Fe3O4-PAMAM-ZnO/TiO2核-复合壳结构纳米颗粒的制备
CN104016416B (zh) 聚丙烯酸盐纳米α-Fe2O3的制备方法
CN102976403A (zh) 一种可控的不同暴露晶面的TiO2纳米晶的制备方法
CN109292790B (zh) 碱式硼酸镁纳米棒的制备方法
CN103787405A (zh) 一种金红石相二氧化锡溶胶的制备方法
TWI468348B (zh) 氧化鋯奈米顆粒及其水溶膠與製備氧化鋯奈米顆粒之組合物及方法
CN103191783B (zh) 一种硫化锌与苯甲酸纳米复合光催化材料及其制备方法
CN106220889B (zh) 一种苯基膦酸锌成核剂、制备方法、形貌控制方法及应用
CN1230472C (zh) 一种纳米氧化铁红的制备方法
CN110155958A (zh) 一种绣球状Cu2-xSe纳米材料及其制备和应用
CN103922402B (zh) 一种制备nh4v3o8纳米带的方法
CN109499582B (zh) 一种复合氧化物模拟酶材料及其制备方法和用途
CN109502656B (zh) 一种球状Co(Ⅱ)Co(Ⅲ)类水滑石材料及其制备方法
CN105399128A (zh) 微米纺锤丝状结构球霰石碳酸钙的制备方法
CN105081340A (zh) 一种分散纳米铁颗粒及其制备方法
CN109160494B (zh) 一种毛球状CdSe纳米材料的制备方法
CN103482703A (zh) 一种形貌粒径可控的钼酸钡微纳米粉体的制备方法
Gerasimova et al. Hydrothermal behavior of titanium (IV) sulfate solutions

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151007

Termination date: 20160617

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee