CN112774587A - 一种磁性氧化铁@聚乙烯醇核-壳纳米结构的制备方法 - Google Patents

一种磁性氧化铁@聚乙烯醇核-壳纳米结构的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，将纳米Fe3O4颗粒分散到水、醇、或二者的混合溶剂中，超声处理，加入表面改性剂，升温搅拌一段时间，离心收集产物、洗涤、真空干燥；将改性后的纳米Fe3O4、交联剂、催化剂、水溶性乳化剂加入到去离子水中，超声分散，形成内水相；将油溶性乳化剂加入到有机相中形成油相；将制备的内水相缓慢加入到油相中，加热搅拌得到油包水型初乳液；将聚乙烯醇和水溶性乳化剂溶解于去离子水中形成外水相；将油包水型初乳液滴加到外水相中，升温搅拌，后处理获得聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4复合结构。本发明能有效改善纳米Fe3O4易团聚、耐候性差的问题。

Description

一种磁性氧化铁@聚乙烯醇核-壳纳米结构的制备方法
技术领域
本发明属于纳米复合材料合成技术领域，具体涉及一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性氧化铁高分子复合材料及其制备方法。
背景技术
众所周知，四氧化三铁(Fe3O4)是一种常用的磁性材料，特制的纯净四氧化三铁可用来作录音磁带和电讯器材的原材料。天然的磁铁矿是炼铁的原料，可用于制底漆和面漆。四氧化三铁是生产铁触媒(催化剂)的主要原料。在国内焊接材料领域已得到认可，用于电焊条、焊丝，市场前景十分广阔。四氧化三铁因其比重大，磁性强的特点，在污水处理方面表现出了良好的性能。它还可用做颜料和抛光剂。可以通过某些化学反应，使钢铁表面生成一层致密的四氧化三铁，用来防止或减慢钢铁的锈蚀，例如枪械、锯条等表面的发蓝、发黑，俗称“烤蓝”。
鉴于磁性四氧化三铁的广泛应用，自2013年来，有关纳米Fe3O4制备的文献大量涌现，一些新型的制备工艺也不断出现。传统制备纳米Fe3O4的方法主要有沉淀法、水热(溶剂热)法、微乳化法、溶胶-凝胶法、微波法、热解羰基前躯体法、超声法、空气氧化法、热解-还原法、多元醇还原法等。在相关制备Fe3O4的方法中，新型的表面活性剂、制备体系也都有所突破。表面活性剂已经不仅仅局限于SDS、PEG、CTAB、柠檬酸、油酸等，用NSOCMCS、聚丙烯酰胺作修饰剂也有于报道。制备体系也相继出现乙醇-水体系、正丙醇-水、丙二醇-水体系等。
水热法是近十余年发展起来的一种制备纳米粉体的合成，用此法所制备的Fe3O4粒径小、粒度较均匀、不需要高温煅烧预处理，并可实现多价离子的掺杂。然而，由于水热法要求使用耐高温、高压的设备，因而此法成本较高，难以实现规模化生产。水热法制备纳米Fe3O4大多采用有机铁盐(二茂铁Fe(C5H5)2)作为先驱体，则条件苛刻。
微乳化法是指两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，也就是双亲分子将连续介质分割成微小空间而形成微型反应器，反应物在其中反应生成固相，由于成核、晶体生长、聚结、团聚等过程受到微反应器的限制，从而形成包裹有一层表面活性剂并且有一定凝聚态结构和形态的纳米颗粒。微乳液法制备纳米催化剂，具有所需设备简单、实验条件温和、粒子尺寸可控等优点，这是其它方法所不能比拟的。因此，成为纳米催化剂合成中令人十分关注的技术。关于微乳液法制备纳米催化剂方法的研究多集中于对粒子尺寸的控制上，关于对粒子单分散性的控制研究还比较少。
在实际应用中存在以下缺点：
1)纳米颗粒因粒径小而比表面积大,加之磁性作用力，易发生团聚；
2)耐候性差，在空气中易被氧化为氧化铁，从而减弱对外界的调制能力；
3)纳米颗粒与有机基体复合时的相容性差，不易用于生物学领域。
为解决上述问题，研究者们发现，制备Fe3O4@高分子材料核-壳结构是一种行之有效的方法。目前文献报道了Fe3O4@SiO2、Fe3O4@TiO2等无机复合核-壳结构，解决了耐候性差、易团聚的问题，但是与有机基体的相容性问题无法得到改善。无机壳层大多为刚性结构壳层容易开裂、破碎。此外，制备SiO2、TiO2等无机壳层需要高温退火等工艺，制备过程复杂，还会产生大量废液，工业化生产存在不足。
聚乙烯醇等有机高分子材料具有优异的透明性和耐热、耐磨、耐酸碱等性能，是一种理想的壳层材料。将Fe3O4表面包覆一层聚乙烯醇类的高分子材料，不但使其具有无机壳层的优点，还可以提高其抗应力、应变能力。此外，无机材料与有机基体的相容性问题也可得到解决。有机高分子材料表面的活性基团可以与污水中的有机分子以化学键的形式结合，增加产品的应用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4@聚乙烯醇核-壳结构的制备方法，该方法能够有效改善纳米Fe3O4易团聚、耐候性差的问题。此外，无机材料与有机基体的相容性问题也得到改善，使纳米Fe3O4的应用范围得到改善。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。
一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纳米Fe3O4颗粒分散到水、醇、或二者的混合溶剂中，超声处理，加入表面改性剂，升温搅拌一段时间，离心收集产物、洗涤、真空干燥；
(2)将改性后的纳米Fe3O4、交联剂、催化剂、水溶性乳化剂加入到去离子水中，超声分散，形成内水相；
(3)将油溶性乳化剂加入到有机相中形成油相；
(4)将步骤(2)制备的内水相缓慢加入到油相中，加热搅拌得到油包水型初乳液；
(5)将聚乙烯醇和水溶性乳化剂溶解于去离子水中形成外水相；
(6)将步骤(4)制得的油包水型初乳液滴加到步骤(5)制得的外水相中，升温搅拌，后处理获得聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4复合结构。
所述纳米Fe3O4@聚乙烯醇复合结构为磁性核-壳结构。
进一步的，所述表面改性剂选自邻苯二酚、抗坏血酸、硅烷偶联剂KH-550中的一种或多种。优选地，抗坏血酸。
进一步的，所述溶剂选自甲醇、乙醇、纯净水、甲苯中的一种或两种；优选地，溶剂为纯净水。
进一步的，所述交联剂选自对苯二甲醛、丁二醛、戊二醛、己二醛中的一种或多种。优选地，交联剂为戊二醛。
进一步的，所述催化剂选自硫酸、盐酸、醋酸中的一种或多种。优选地，所述催化剂为盐酸。
进一步的，所述水溶性乳化剂选自所述水溶性乳化剂选自十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDS)、Tween80、PVA中的一种或两种。优选地，所述水溶性乳化剂为Tween80。
进一步的，所述油溶性乳化剂选自Span60、Span65、Span80、Span85中的一种或两种。优选地，所述油溶性乳化剂为Span80。
进一步的，所述有机相选自甲苯、正己烷、正庚烷、正辛烷中的一种或多种。优选地，有机相为甲苯。
进一步的，所述可溶性高分子材料选自PVA-0588、PVA-1788、PVA-1799、PVA-2088、PVA-2099、PVA-2488、PVA-2499型中的一种或多种。优选地，PVA-1788型。
进一步的，步骤(1)中表面改性剂的加入量为纳米Fe3O4质量的1-10％。优选地，改性剂的加入量为纳米Fe3O4质量的2.5％。
进一步的，步骤(2)中水相的pH在1-4之间。优选地，水相的pH＝2。
进一步的，步骤(2)中水溶性乳化剂的质量分数为1-10％。优选地，水溶性乳化剂的质量分数为5％。
进一步的，步骤(3)中油溶性乳化剂的质量分数为1-30％。优选地，油溶性乳化剂的质量分数为10％。
进一步的，步骤(4)中水相与油相的体积比为1:(1-10)。优选地，体积比为1:3。
进一步的，步骤(5)中水溶性乳化剂的质量分数为1-10％。优选地，乳化剂的质量分数为5％。
进一步的，步骤(5)中聚乙烯醇与纯净水的质量比为(0.002-0.01):1。优选地，质量比0.004：1。
进一步的，步骤(6)中油包水型初乳液与水相的体积比为1：(10-40)。优选地，体积比为1：10。
进一步的，所述改性后的纳米Fe3O4与聚乙烯醇的质量比为(0.01-1):1。优选地，质量比为0.5:1。
进一步的，所述交联剂与纳米Fe3O4的质量比为(0.1-2.5):1。优选地，二者质量比为0.5:1。
进一步的，所述超声时间为10～60min。优选地，30min。
步骤(1)中反应温度为30-100℃。优选地，反应温度为60℃。
步骤(1)中反应时间为3～24h。优选地，反应时间为6h。
步骤(4)中乳化温度为40-100℃。优选地，乳化温度为60℃。
步骤(5)中聚乙烯醇溶解温度为60-100℃。优选地，溶解温度为70℃。
步骤(6)中反应温度为40-100℃。优选地，反应温度为80℃。
步骤(6)中搅拌速度为200-2000rpm，搅拌时间为1-6h。优选地，搅拌速度为1000rpm，搅拌时间为2h。
步骤(6)中加热反应结束后进行后处理，后处理包括离心、洗涤(纯净水、乙醇等)、真空干燥。真空干燥温度为60℃。
本发明所提供的一种聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4磁性核壳结构的制备方法简单易行，制备的纳米Fe3O4@聚乙烯醇核-壳结构不但具有无机壳层的优点，而且此柔性的壳层抗应力、应变能力强，适用范围得到提高。
附图说明
图1为实施例1未包覆的纳米Fe3O4粉体的SEM和TEM图；
图2为实施例1聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4颗粒的TEM图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的本质精髓下进行各种修饰或调节。
本发明实施例中使用扫描电子显微镜(SEM，Regulus 8100，Hitachi，Japan)观察聚乙烯醇包覆结构的形貌；使用透射电子显微镜(TEM，JEM 2100，Japan)观察聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4的包覆情况。
一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纳米Fe3O4颗粒分散到水、醇、或二者的混合溶剂中，超声处理，超声时间为10～60min，加入表面改性剂，升温搅拌一段时间，反应温度为30-100℃，反应时间为3～24h，离心收集产物、洗涤、真空干燥；表面改性剂选自邻苯二酚、抗坏血酸、硅烷偶联剂KH-550中的一种或多种。优选地，抗坏血酸。表面改性剂的加入量为纳米Fe3O4质量的1-10％。优选地，改性剂的加入量为纳米Fe3O4质量的2.5％。溶剂选自甲醇、乙醇、纯净水、甲苯中的一种或两种；优选地，溶剂为纯净水。
(2)将改性后的纳米Fe3O4、交联剂、催化剂、水溶性乳化剂加入到去离子水中，超声分散形成内水相；内水相的pH在1-4之间。优选地，水相的pH＝2。交联剂选自对苯二甲醛、丁二醛、戊二醛、己二醛中的一种或多种。优选地，交联剂为戊二醛。催化剂选自硫酸、盐酸、醋酸中的一种或多种。优选地，所述催化剂为盐酸。水溶性乳化剂选自所述水溶性乳化剂选自十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDS)、Tween80、PVA中的一种或两种。优选地，所述水溶性乳化剂为Tween80。中水溶性乳化剂的质量分数为1-10％。优选地，水溶性乳化剂的质量分数为5％。交联剂与纳米Fe3O4的质量比为(0.1-2.5):1。优选地，二者质量比为0.5:1。
(3)将可溶性高分子材料、油溶性乳化剂加入到有机相中形成油相；油溶性乳化剂选自Span60、Span65、Span80、Span85中的一种或两种。优选地，所述油溶性乳化剂为Span80。油溶性乳化剂的质量分数为1-30％。优选地，油溶性乳化剂的质量分数为10％。有机相选自甲苯、正己烷、正庚烷、正辛烷中的一种或多种。优选地，有机相为甲苯。
(4)将步骤(2)制备的水相缓慢加入到油相中，加热搅拌得到油包水型初乳液，乳化温度为40-100℃；水相与油相的体积比为1:(1-10)。优选地，体积比为1:3。
(5)将聚乙烯醇和水溶性乳化剂溶解于去离子水中形成外水相溶液；溶解温度为60-100℃，水溶性乳化剂的质量分数为1-10％。优选地，乳化剂的质量分数为5％。聚乙烯醇与纯净水的质量比为(0.002-0.01):1。优选地，质量比0.004：1。聚乙烯醇选自PVA-0588、PVA-1788、PVA-1799、PVA-2088、PVA-2099、PVA-2488、PVA-2499型中的一种或多种。优选地，PVA-1788型。
(6)将步骤(4)制得的油包水型初乳液滴加到步骤(5)制得的外水相中，油包水型初乳液与水相的体积比为1：(10-40)。优选地，体积比为1：10，升温搅拌，反应温度为40-100℃，搅拌速度为200-2000rpm，搅拌时间为1-6h，离心、洗涤(纯净水、乙醇等)、真空干燥获得聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4复合结构，真空干燥温度为60℃。
下面通过具体实施例进一步说明本发明，但本发明并不限于此，具体保护范围见前述权利要求。
实施例1
(1)纳米Fe3O4颗粒表面处理：往250mL三口烧瓶中加入1g纳米Fe3O4和100mL纯净水，超声处理30min。然后用水浴加热至60℃，搅拌10min。称取0.025g抗坏血酸加入上述体系，继续反应4h。离心分离、纯净水洗涤、真空干燥。
聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4核壳结构的制备：
(2)将0.2g改性后的纳米Fe3O4加入到3mL纯净水中，超声分散30min。随后加入0.20g戊二醛、0.18g Tween80，搅拌至均匀，用盐酸调节pH＝2形成内水相。
(3)另将2g Span85加入到20mL甲苯中形成油相。
(4)先将内水相缓慢加入到油相中，升温至70℃，得到油包水型初乳液，
(5)将0.4PVA-1788和5g Tween80溶解于100mL去离子水中，升温至60℃，形成外水相。
(6)将油包水型初乳液滴加到外水相中，升温到70℃并于1000rpm下继续搅拌2h，
反应完成后产品离心分离，并用去离子水、乙醇洗涤三次后，60℃真空干燥，得到聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4核-壳结构。
图1为实施例1中未包覆的纳米Fe3O4颗粒的SEM图，可以看出球形颗粒，粒径分布在50-200nm范围。图2为实施例1中聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4的TEM图，可以看出聚乙烯醇包覆在纳米Fe3O4表面，壳层厚度约为5-10nm。
实施例2
(1)纳米Fe3O4颗粒表面改性：往250mL三口烧瓶中加入2g纳米Fe3O4和150mL去离子水，超声处理30min。随后用水浴加热至70℃，搅拌10min。称取0.05g PVP加入上述体系，继续反应4h。离心收集产物，纯净水洗涤，真空干燥。
聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4颗粒的制备：
(2)将0.5g改性后的纳米Fe3O4加入到10mL水中，超声分散30min。随后将0.20g己二醛、0.2g十二烷基苯磺酸钠加入，搅拌至均匀，用盐酸调节pH＝1.5形成内水相。
(3)另将2g Span85加入到20mL甲苯中形成油相。
(4)先将内水相缓慢加入到油相中，升温至70℃，得到油包水型初乳液，
(5)再将0.4PVA-1799和5g十二烷基苯磺酸钠溶解于150mL水中，升温至80℃，形成外水相。
(6)然后将油包水型初乳液滴加到外水相中，升温到70℃并于1000rpm下继续搅拌3h，反应完成后产品离心分离，并用去离子水、乙醇洗涤三次后，60℃真空干燥，得到聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4核-壳结构。
实施例3
(1)纳米Fe3O4颗粒表面改性：往250mL三口烧瓶中加入2g纳米Fe3O4和150mL去离子水，超声处理30min。随后用水浴加热至60℃，搅拌10min。称取0.05g PVP加入上述体系，继续反应6h。离心收集产物，纯净水洗涤，真空干燥。
聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4颗粒的制备：
(2)将0.5g改性后的纳米Fe3O4加入到10mL水中，超声分散30min。随后将0.20g己二醛、0.2g十二烷基苯磺酸钠加入，搅拌至均匀，用盐酸调节pH＝2形成内水相。
(3)另将2g Span85加入到20mL甲苯中形成油相。
(4)先将内水相缓慢加入到油相中，升温至70℃，得到油包水型初乳液，
(5)再将0.4PVA-1788和5g十二烷基苯磺酸钠溶解于150mL水中，升温至70℃，形成外水相。
(6)然后将油包水型初乳液滴加到外水相中，升温到80℃并于1000rpm下继续搅拌2h，反应完成后产品离心分离，并用去离子水、乙醇洗涤三次后，60℃真空干燥，得到聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4核-壳结构。
实施例4
(1)纳米Fe3O4颗粒表面改性：往250mL三口烧瓶中加入2g纳米Fe3O4和150mL去离子水，超声处理30min。随后用水浴加热至60℃，搅拌10min。称取0.05g抗坏血酸加入上述体系，继续反应6h。离心收集产物，纯净水洗涤，真空干燥。
聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4颗粒的制备：
(2)将0.5g改性后的纳米Fe3O4加入到10mL水中，超声分散30min。随后将0.20g戊二醛、0.2g Tween8加入，搅拌至均匀，用硫酸调节pH＝2形成内水相。
(3)另将2g Span80加入到20mL正己烷中形成油相。
(4)先将内水相缓慢加入到油相中，升温至70℃，得到油包水型初乳液，
(5)再将0.4PVA-1788和5g十六烷基三甲基溴化铵溶解于100mL水中，升温至70℃，形成外水相。
(6)然后将油包水型初乳液滴加到外水相中，升温到80℃并于1000rpm下继续搅拌2h，反应完成后产品离心分离，并用去离子水、乙醇洗涤三次后，60℃真空干燥，得到聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4核-壳结构。
实施例5
(1)纳米Fe3O4颗粒表面改性：往250mL三口烧瓶中加入2g纳米Fe3O4和150mL去离子水，超声处理30min。随后用水浴加热至60℃，搅拌10min。称取0.05g抗坏血酸加入上述体系，继续反应6h。离心收集产物，纯净水洗涤，真空干燥。
聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4颗粒的制备：
(2)将0.5g改性后的纳米Fe3O4加入到10mL水中，超声分散30min。随后将0.05g戊二醛、0.2g Tween8加入，搅拌至均匀，用硫酸调节pH＝2形成内水相。
(3)另将2g Span80加入到20mL正己烷中形成油相。
(4)先将内水相缓慢加入到油相中，升温至70℃，得到油包水型初乳液，
(5)再将0.4PVA-1788和5g十六烷基三甲基溴化铵溶解于100mL水中，升温至70℃，形成外水相。
(6)然后将油包水型初乳液滴加到外水相中，升温到80℃并于1000rpm下继续搅拌2h，反应完成后产品离心分离，并用去离子水、乙醇洗涤三次后，60℃真空干燥，得到聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4核-壳结构。
实施例6
(1)纳米Fe3O4颗粒表面改性：往250mL三口烧瓶中加入2g纳米Fe3O4和150mL去离子水，超声处理30min。随后用水浴加热至60℃，搅拌10min。称取0.05g抗坏血酸加入上述体系，继续反应6h。离心收集产物，纯净水洗涤，真空干燥。
聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4颗粒的制备：
(2)将0.5g改性后的纳米Fe3O4加入到10mL水中，超声分散30min。随后将1.25g戊二醛、0.2g Tween8加入，搅拌至均匀，用醋酸调节pH＝2形成内水相。
(3)另将2g Span80加入到20mL正己烷中形成油相。
(4)先将内水相缓慢加入到油相中，升温至70℃，得到油包水型初乳液，
(5)再将0.4PVA-1788和5g十六烷基三甲基溴化铵溶解于100mL水中，升温至70℃，形成外水相。
(6)然后将油包水型初乳液滴加到外水相中，升温到80℃并于1000rpm下继续搅拌2h，反应完成后产品离心分离，并用去离子水、乙醇洗涤三次后，60℃真空干燥，得到聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4核-壳结构。
实施例7
(1)纳米Fe3O4颗粒表面改性：往250mL三口烧瓶中加入2g纳米Fe3O4和150mL去离子水，超声处理30min。随后用水浴加热至60℃，搅拌10min。称取0.05g抗坏血酸加入上述体系，继续反应6h。离心收集产物，纯净水洗涤，真空干燥。
聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4颗粒的制备：
(2)将0.5g改性后的纳米Fe3O4加入到10mL水中，超声分散30min。随后将1.25g戊二醛、0.1g十二烷基苯磺酸钠加入，搅拌至均匀，用醋酸调节pH＝2形成内水相。
(3)另将0.2g Span80加入到20mL甲苯中形成油相。
(4)先将内水相缓慢加入到油相中，升温至70℃，得到油包水型初乳液，
(5)再将0.4PVA-1788和5g十六烷基三甲基溴化铵溶解于100mL水中，升温至70℃，形成外水相。
(6)然后将油包水型初乳液滴加到外水相中，升温到80℃并于1000rpm下继续搅拌2h，反应完成后产品离心分离，并用去离子水、乙醇洗涤三次后，60℃真空干燥，得到聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4核-壳结构。
实施例8
(1)纳米Fe3O4颗粒表面改性：往250mL三口烧瓶中加入2g纳米Fe3O4和150mL去离子水，超声处理30min。随后用水浴加热至60℃，搅拌10min。称取0.05g抗坏血酸加入上述体系，继续反应6h。离心收集产物，纯净水洗涤，真空干燥。
聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4颗粒的制备：
(2)将0.5g改性后的纳米Fe3O4加入到10mL水中，超声分散30min。随后将1.25g戊二醛、1.0g十二烷基苯磺酸钠加入，搅拌至均匀，用醋酸调节pH＝2形成内水相。
(3)另将6g Span80加入到20mL正辛烷中形成油相。
(4)先将内水相缓慢加入到油相中，升温至70℃,得到油包水型初乳液，
(5)再将0.4PVA-1788和5g十六烷基三甲基溴化铵溶解于100mL水中，升温至70℃，形成外水相。
(6)然后将油包水型初乳液滴加到外水相中，升温到80℃并于1000rpm下继续搅拌2h，反应完成后产品离心分离，并用去离子水、乙醇洗涤三次后，60℃真空干燥，得到聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4核-壳结构。
实施例9
(1)纳米Fe3O4颗粒表面改性：往250mL三口烧瓶中加入2g纳米Fe3O4和150mL去离子水，超声处理30min。随后用水浴加热至30℃，搅拌10min。称取0.2g PVP加入上述体系，继续反应24h。离心收集产物，纯净水洗涤，真空干燥。
聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4颗粒的制备：
(2)将0.5g改性后的纳米Fe3O4加入到10mL水中，超声分散30min。随后将0.20g己二醛、0.2g十二烷基苯磺酸钠加入，搅拌至均匀，用盐酸调节pH＝1形成内水相。
(3)另将2g Span85加入到20mL甲苯中形成油相。
(4)先将内水相缓慢加入到油相中，升温至70℃，得到油包水型初乳液，
(5)再将0.4PVA-1788和5g十二烷基苯磺酸钠溶解于50mL水中，升温至60℃，形成外水相。
(6)然后将油包水型初乳液滴加到外水相中，升温到40℃并于2000rpm下继续搅拌1h，反应完成后产品离心分离，并用去离子水、乙醇洗涤三次后，60℃真空干燥，得到聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4核-壳结构。
实施例10
(1)纳米Fe3O4颗粒表面改性：往250mL三口烧瓶中加入2g纳米Fe3O4和150mL去离子水，超声处理30min。随后用水浴加热至100℃，搅拌10min。称取0.02g PVP加入上述体系，继续反应3h。离心收集产物，纯净水洗涤，真空干燥。
聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4颗粒的制备：
(2)将0.5g改性后的纳米Fe3O4加入到10mL水中，超声分散30min。随后将0.20g己二醛、0.2g十二烷基苯磺酸钠加入，搅拌至均匀，用盐酸调节pH＝4形成内水相。
(3)另将2g Span85加入到20mL甲苯中形成油相。
(4)先将内水相缓慢加入到油相中，升温至70℃，得到油包水型初乳液，
(5)再将0.4PVA-1788和5g十二烷基苯磺酸钠溶解于500mL水中，升温至100℃，形成外水相。
(6)然后将油包水型初乳液滴加到外水相中，升温到100℃并于200rpm下继续搅拌6h，反应完成后产品离心分离，并用去离子水、乙醇洗涤三次后，60℃真空干燥，得到聚乙烯醇包覆的纳米Fe3O4核-壳结构。
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的本质精髓及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的本质下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)将纳米Fe3O4颗粒分散到水、醇、或二者的混合溶剂中，超声处理，加入表面改性剂，升温搅拌一段时间，离心收集产物、洗涤、真空干燥；
(2)将改性后的纳米Fe3O4、交联剂、催化剂、水溶性乳化剂加入到去离子水中，超声分散，形成内水相；
(3)将油溶性乳化剂加入到有机相中形成油相；
(4)将步骤(2)制备的内水相缓慢加入到油相中，加热搅拌得到油包水型初乳液；
(5)将聚乙烯醇和水溶性乳化剂溶解于去离子水中形成外水相；
(6)将步骤(4)制得的油包水型初乳液滴加到步骤(5)制得的外水相中，升温搅拌，后处理获得聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4复合结构。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，其特征是：所述表面改性剂选自邻苯二酚、抗坏血酸、硅烷偶联剂KH-550中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，其特征是：所述溶剂选自甲醇、乙醇、纯净水、甲苯中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，其特征是：所述交联剂选自对苯二甲醛、丁二醛、戊二醛、己二醛中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，其特征是：所述催化剂选自硫酸、盐酸、醋酸中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，其特征是：所述水溶性乳化剂选自所述水溶性乳化剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、
Tween80、PVA中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，其特征是：所述油溶性乳化剂选自Span60、Span65、Span80、Span85中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，其特征是：所述有机相选自甲苯、正己烷、正庚烷、正辛烷中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，其特征是：所述聚乙烯醇选自PVA-0588、PVA-1788、PVA-1799、PVA-2088、PVA-2099、PVA-2488、PVA-2499型中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇包覆的纳米磁性Fe3O4的制备方法，其特征是：步骤(6)中油包水型初乳液与外水相的体积比为1：10-40。
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