CN109215925A - 一种磁性铁流体及其制备方法 - Google Patents

一种磁性铁流体及其制备方法 Download PDF

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刘金华
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Abstract

本发明公开了一种磁性铁流体及其制备方法,步骤一、取适量的六水合三氯化铁和四水合氯化亚铁放于烧杯中;然后向烧杯中加入水将六水合三氯化铁和四水合氯化亚铁完全溶解,再加入适量盐酸形成混合溶液;步骤二、将烧杯放置在磁力搅拌器上,对溶液进行搅拌,搅拌速度为1500r/min,搅拌温度为42℃,搅拌15min;然后向烧杯中加入适量浓氨水;步骤三、继续搅拌,搅拌温度为60℃,然后向烧杯中加入适量油酸和正庚烷,搅拌15min,制成磁性铁流体;步骤四、在预先准备的玻璃瓶中灌满水,将步骤四中制备的磁性铁流体存储于玻璃瓶中,并密封。按照上述方法制成的铁流体在磁场作用下具有较好的静态流体特征和磁场磁性现象,性能稳定。

Description

一种磁性铁流体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种磁性铁流体及其制备方法。
背景技术
磁流体,又称磁性液体、磁液,是一种新型的功能材料,它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。是由直径为纳米量级的磁性固体颗粒、基载液(也叫媒体)以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。
以无磁性的化学试剂三氯化铁、二氯化铁为原料,添加油酸等辅助试剂,制备出产物,使其具备液体的流动性和固体的磁性。但是大部分文献均表示其实验条件非常苛刻,在常规实验室条件下,很难制备出具有优良磁性效果的磁性铁流体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁性铁流体及其制备方法,解决现有技术中常规实验室条件下,很难制备出具有优良磁性效果的磁性铁流体的技术问题。
本发明为了解决上述技术问题,采用如下技术方案:
一种磁性铁流体,该磁性铁流体的原料包括六水合三氯化铁、四水合氯化亚铁、正庚烷、盐酸、油酸、氨水和水;
按质量计算,六水合三氯化铁占25—30份;四水合氯化亚铁占8—12份;正庚烷占30—36份;盐酸占0.5—1.5份:油酸占1—3份;氨水占55—60份;水(不包括氨水、盐酸中的水)占180—200份;
其中,盐酸的质量百分比浓度为36.5%,密度为1.17g/mL;液态正庚烷的密度为0.68g/mL;油酸密度为0.8910g/mL;浓氨水的质量百分比浓度为28%,密度为0.91g/cm3。
将上述原料按照适当比例制成的磁性铁流体具有优良的磁性和流动性效果。
进一步改进,按质量计算,六水合三氯化铁:四水合氯化亚铁:正庚烷:盐酸:油酸:氨水:水的比为27:10:34:1:2:57:190。
上述的磁性铁流体制备方法,包括如下步骤:
步骤一、取适量的六水合三氯化铁和四水合氯化亚铁放于烧杯中;然后向烧杯中加入水将六水合三氯化铁和四水合氯化亚铁完全溶解,再加入适量盐酸形成混合溶液;
步骤二、将烧杯放置在磁力搅拌器上,对溶液进行搅拌,搅拌速度为1500r/min,搅拌温度为42℃,搅拌15min;然后向烧杯中加入适量浓氨水;
步骤三、继续搅拌,搅拌温度为60℃,然后向烧杯中加入适量油酸和正庚烷,搅拌15min,制成磁性铁流体;
步骤四、在预先准备的玻璃瓶中灌满水,将步骤四中制备的磁性铁流体存储于玻璃瓶中,并密封。
进一步改进,所述步骤一中的水为蒸馏水。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
上述试验为常规实验室操作,操作简单,成本低,在一般的实验室均可完成。按照上述方法制成的铁流体在磁场作用下具有较好的静态流体特征和磁场磁性现象,性能稳定。
具体实施方式
为使本发明的目的和技术方案更加清楚,下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一:
在本实施例中,磁性铁流体制备方法,包括如下步骤:
步骤一、取5g六水合三氯化铁和1.60g四水合氯化亚铁放于烧杯中;然后向烧杯中加入36ml水将六水合三氯化铁和四水合氯化亚铁完全溶解,再加入0.10ml、质量百分比浓度为36.5%的盐酸形成混合溶液;
步骤二、将烧杯放置在磁力搅拌器上,对溶液进行搅拌,搅拌速度为1500r/min,搅拌温度为42℃,搅拌15min;然后向烧杯中加入12ml、质量百分比浓度为28%浓氨水;
步骤三、继续搅拌,搅拌温度为60℃,然后向烧杯中加入0.22ml油酸、9.4ml正庚烷,搅拌15min,制成磁性铁流体,记为A;
步骤四、在预先准备的玻璃瓶中灌满水,将步骤四中制备的磁性铁流体A存储于玻璃瓶中,并密封。
实施例二:
在本实施例中,磁性铁流体制备方法,包括如下步骤:
步骤一、取5.41g六水合三氯化铁和1.99g四水合氯化亚铁放于烧杯中;然后向烧杯中加入37.5ml水将六水合三氯化铁和四水合氯化亚铁完全溶解,再加入0.15ml、质量百分比浓度为36.5%的盐酸形成混合溶液;
步骤二、将烧杯放置在磁力搅拌器上,对溶液进行搅拌,搅拌速度为1500r/min,搅拌温度为42℃,搅拌15min;然后向烧杯中加入12.5ml、质量百分比浓度为28%浓氨水;
步骤三、继续搅拌,搅拌温度为60℃,然后向烧杯中加入0.4ml油酸、10ml正庚烷,搅拌15min,制成磁性铁流体,记为B;
步骤四、在预先准备的玻璃瓶中灌满水,将步骤四中制备的磁性铁流体B存储于玻璃瓶中,并密封。
实施例三:
在本实施例中,磁性铁流体制备方法,包括如下步骤:
步骤一、取6.00g六水合三氯化铁和2.40g四水合氯化亚铁放于烧杯中;然后向烧杯中加入40ml水将六水合三氯化铁和四水合氯化亚铁完全溶解,再加入0.25ml、质量百分比浓度为36.5%的盐酸形成混合溶液;
步骤二、将烧杯放置在磁力搅拌器上,对溶液进行搅拌,搅拌速度为1500r/min,搅拌温度为42℃,搅拌15min;然后向烧杯中加入13.15ml、质量百分比浓度为28%浓氨水;
步骤三、继续搅拌,搅拌温度为60℃,然后向烧杯中加入0.35ml油酸、10.55ml正庚烷,搅拌15min,制成磁性铁流体,记为C;
步骤四、在预先准备的玻璃瓶中灌满水,将步骤四中制备的磁性铁流体C存储于玻璃瓶中,并密封。
性能测试:
通过检测磁性铁流体的微粒半径来检测其静态流体特征和磁性来检测铁流体的性能,针对上述实施例一、二、三中制得的磁性铁流体,检测结果如下表1所示:
表1为磁性铁流体性能检测结果
通过表1可以得出,实施例一、二、三中制得的A、B、C三个磁性铁流体微粒的平均半径小于20nm,微粒的尺寸在纳米级范围内,为其在介质中的均匀分散提供良好前提,无磁场时本样品成液态,在磁场作用下观察到其随着磁力方向和距离发生形变,因此本样品具有良好的静态流体特征。
通过纳米粒子的震动样品磁强计进行磁性测试,获得的A、B、C三个样品的磁滞回线无顽磁和剩磁,说明本样品的纳米粒子具有超顺磁性,且其饱和磁化强度为936A°m-1以上,说明其磁性较强。本样品的磁化强度是随着微粒尺寸的增大而逐渐增强,这是因为纳米粒子的量子尺寸效应所致,在纳米尺寸内,粒子的直径减小,其饱和磁化强度也随着降低。
同时,采用本发明所制备的磁流体作为催化剂来分解尾气排放的一氧化碳和一氧化氮等有害气体,提高了分解率,效果明显。
本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现,而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已,并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,都应作为本发明的技术范畴。

Claims (4)

1.一种磁性铁流体,其特征在于,该磁性铁流体的原料包括六水合三氯化铁、四水合氯化亚铁、正庚烷、盐酸、油酸、氨水和水;
按质量计算,六水合三氯化铁占25—30份;四水合氯化亚铁占8—12份;正庚烷占30—36份;盐酸占0.5—1.5份:油酸占1—3份;氨水占55—60份;水占180—200份;
其中,盐酸的质量百分比浓度为36.5%,浓氨水的质量百分比浓度为28%。
2.根据权利要求1所述的磁性铁流体,其特征在于,按质量计算,六水合三氯化铁:四水合氯化亚铁:正庚烷:盐酸:油酸:氨水:水的比为27:10:34:1:2:57:190。
3.权利要求1、2中任一项所述的磁性铁流体制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、取适量的六水合三氯化铁和四水合氯化亚铁放于烧杯中;然后向烧杯中加入水将六水合三氯化铁和四水合氯化亚铁完全溶解,再加入适量盐酸形成混合溶液;
步骤二、将烧杯放置在磁力搅拌器上,对溶液进行搅拌,搅拌速度为1500r/min,搅拌温度为42℃,搅拌15min;然后向烧杯中加入适量浓氨水;
步骤三、继续搅拌,搅拌温度为60℃,然后向烧杯中加入适量油酸和正庚烷,搅拌15min,制成磁性铁流体;
步骤四、在预先准备的玻璃瓶中灌满水,将步骤四中制备的磁性铁流体存储于玻璃瓶中,并密封。
4.权利要求3所述的磁性铁流体制备方法,其特征在于,所述步骤一中的水为蒸馏水。
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