CN113817179B - 一种纳米纤维磁流体的制备方法、纳米纤维磁流体及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米纤维磁流体的制备方法、纳米纤维磁流体及应用，该方法包括以下步骤：将几丁质或纤维素进行前处理，得到纳米纤维分散液；将可溶性二价铁盐和三价铁盐溶于纳米纤维分散液，得到复合纳米纤维分散液；对复合纳米纤维分散液进行碱处理，并纯化后得到具有磁性的纳米纤维磁流体。有益效果：本发明方法简单，无需复杂的化学交联和操作，纳米纤维本身作为稳定剂和分散剂，在纳米纤维表面原位生成具有磁性的四氧化三铁纳米粒子，分散液具有良好的稳定性和流动性，磁性粒子的尺寸及含量可调控；可应用于药物传递、矿物筛选、密封、减震、光调节、吸附、固定化、隔热、降噪、过滤、生物支架、定向材料领域。

Description

一种纳米纤维磁流体的制备方法、纳米纤维磁流体及应用

技术领域

本发明涉及磁流体的制备领域，具体来说，涉及一种纳米纤维磁流体的制备方法、纳米纤维磁流体及应用。

背景技术

磁流体是一种能被外界磁场调控或驱动的液体，磁流体本身不带有磁性，在外界磁场的刺激下能发生形变或随磁场的转移而转移。磁流体的制备一般是由磁性微粒与液体均匀共混辅以一些稳定剂制备而成，最常用的磁性颗粒有金属微粒，金属氧化物等，制备磁流体的液相既可以是有机溶剂或油，也可以是水。磁流体由于其优异的磁响应性，可被应用于各种苛刻条件的磁性流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示、磁流体选矿等领域。

磁流体制备中最常用的天然多糖纳米材料主要有纳米纤维素和纳米几丁质两种，这两种结构多糖在地球储量非常丰富，并且属于可再生资源。纤维素主要来源于植物细胞壁、细菌纤维素等，几丁质主要来源于动物外骨骼、真菌细胞壁等，这些天然生物来源的结构多糖具有良好的稳定性和生物相容性，通过特定处理可以剥离得到直径为几纳米、长度为数百到几千纳米的纳米纤维，这些纳米纤维可以稳定分散在水相中，也可作为骨架材料制备多功能凝胶薄膜等材料。目前这一类多糖基纳米纤维材料在吸附、固定化、隔热、降噪、过滤、生物支架、骨骼修复、定向材料领域具有良好的应用前景。这类材料在磁流体制备领域具有可观的前景，然而目前并没有成熟的相关报道。

目前人工合成磁流体的技术已经比较成熟，已有许多有关磁流体的文章和专利报道。目前主流方法是将四氧化三铁、氧化铁、镍、钴等作为磁性微粒，有机溶剂、水或油作为基载液，油酸等作为稳定剂防止磁性颗粒团聚。传统的方法可以根据不同的需要来选择磁性颗粒的种类尺寸以及基载液的种类，然而在大部分体系中，仍旧需要稳定剂来防止磁性颗粒的团聚。传统方法一般需先合成磁性颗粒，再通过与基载液共混制备磁流体，这种方法可以有效的控制各个组分的性能，但是增加了制备的步骤。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种纳米纤维磁流体的制备方法、纳米纤维磁流体及应用，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种纳米纤维磁流体的制备方法，该方法包括以下步骤：

将几丁质或纤维素进行前处理，得到纳米纤维分散液；

将可溶性二价铁盐和三价铁盐溶于纳米纤维分散液，得到复合纳米纤维分散液；

对复合纳米纤维分散液进行碱处理，并纯化后得到具有磁性的纳米纤维磁流体。

进一步的，前处理包括物理法、化学法、生物法或结合法中的至少一种；其中，物理法包括高压均质、微射流、胶体磨、超微粉碎、高速匀浆或超声处理中的至少一种，化学法包括2，2，6，6-四甲基哌啶氧化(tetramethylpiperidine-1-oxyl，简写TEMPO)、酸水解处理或低共溶溶剂处理中的至少一种，生物法包括酶处理或微生物处理中的至少一种。

进一步的，复合纳米纤维分散液中二价铁离子与三价铁离子的摩尔比为1:2，纳米纤维分散液中铁离子的添加量为0.0025～3mol/g。

进一步的，复合纳米纤维分散液中纳米纤维分散液的质量浓度为0.01％～20％。

进一步的，二价铁盐包括氯化亚铁、硫酸亚铁或硝酸亚铁中的至少一种，三价铁盐包括氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的至少一种。

进一步的，碱处理中的碱包括氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的至少一种。

进一步的，碱处理的时间为0.1～120h，碱处理的温度为10～90℃。

进一步的，对复合纳米纤维分散液进行碱处理前，先进行超声分散处理，超声分散处理包括水浴超声或超声探头超声中的至少一种。

根据本发明的另一个方面，提供了一种纳米纤维磁流体，纳米纤维磁流体的磁性颗粒含量为0.01％～20％，磁性颗粒的尺寸为2～50nm，且纳米纤维磁流体的密度为1～1.3g/cm³，粘度为1～50mPas，饱和磁化强度为0.1～15emu/g。

根据本发明的又一个方面，提供了纳米纤维磁流体在药物传递、阻光、磁场驱动、矿物筛选、密封、减震、光调节、吸附、固定化、隔热、降噪、过滤、生物支架及定向材料领域中的应用。

本发明的有益效果为：

(1)、本发明的制备方法简单，无需复杂的化学交联和操作；以多糖纳米纤维作为稳定剂和分散剂，磁性颗粒均匀稳定的固定在纳米纤维表面，且本发明所制备的磁流体绿色环保，制备过程不涉及有毒试剂，其在阻光、磁场驱动、油相密封与无接触共混、微差距密度颗粒的筛分、吸附、固定化、隔热、降噪、过滤、生物支架、骨骼修复、定向材料领域具有良好的应用前景。

(2)、本发明制备的是纳米纤维与磁性粒子复合的磁流体，在本发明中纳米纤维同时作为稳定剂和分散剂，且纳米纤维本身具有胶体稳定性及较好的分散性，从而简化了磁流体制备的步骤，解决传统磁流体制备中需要额外添加稳定剂的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。

图1是根据本发明实施例的一种纳米纤维磁流体制备方法的流程示意图；

图2是根据本发明实施例的纳米纤维磁流体的Zeta电位示意图；

图3是根据本发明实施例的纳米纤维磁流体的透射电子显微镜照片；

图4是根据本发明实施例的磁性纳米纤维磁流体中四氧化三铁纳米颗粒的尺寸分布示意图。

图5是根据本发明实施例的液态纳米纤维磁流体的图像；

图6是根据本发明实施例的存于油中的纳米纤维磁流体的图像。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种纳米纤维磁流体的制备方法、纳米纤维磁流体及应用。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的纳米纤维磁流体的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、将几丁质或纤维素进行前处理，得到纳米纤维分散液；

其中，几丁质原料的来源选自蟹、虾、鱿鱼、昆虫或真菌中的至少一种，纤维素原料的来源选自动物，植物、微生物来源纤维素或细菌纤维素。

在一个实施例中，前处理包括物理法、化学法、生物法或结合法中的至少一种；其中，物理法包括高压均质、微射流、胶体磨、超微粉碎、高速匀浆或超声处理中的至少一种，化学法包括2，2，6，6-四甲基哌啶氧化、酸水解处理或低共溶溶剂处理中的至少一种，生物法包括酶处理或微生物处理中的至少一种，所选的酶处理为漆酶处理。

酸水解和低共溶溶剂处理步骤采用酸或低共溶溶剂对原料进行处理。酸水解所用的酸包括无机酸如硫酸、磷酸和有机如甲酸，乙二酸中的至少一种。酸溶液的浓度为5％～65％(w/w)，5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、65％(w/w)，处理温度为室温至90℃，可以为10℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、70℃、80℃或90℃。处理时间为1～120h。

此外，低共溶溶剂包括如乳酸/氯化胆碱，柠檬酸/氯化胆碱中的至少一种。处理温度为室温至90℃，可以为10℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、70℃、80℃或90℃。处理时间为1～120h。

具体的，纳米纤维分散液的制备包括：将天然多糖原料与水混合，再经机械处理制备得到纳米纤维分散液；或者，将经过预处理后的几丁质和纤维素原料经过机械处理制备得到纳米纤维分散液。

优选地，机械处理选自匀浆处理、超声处理、胶体磨处理、高速搅拌、高压均质处理、超微粉碎和微射流中的至少一种。

如图2展示了纳米纤维磁流体的Zeta电位示意图，纳米纤维表面带有负电荷基团，能吸附固定磁性颗粒。

如图3展示了纳米纤维磁流体的透射电子显微镜照片，纳米纤维分散液中，纳米纤维的质量浓度为0.05％～20％(w/w)，优选为0.1％～10％(w/w)，纳米纤维的质量浓度可以为0.05％、0.08％、0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、0.6％、0.8％、1％、1.5％、2％、3％、5％、6％、8％、10％、12％、14％、15％、16％、18％或20％(w/w)。纳米纤维的尺寸范围是：长度为50nm～20μm，宽度为3～500nm，长度可以为50nm、60nm、100nm、200nm、400nm、500nm、600nm、800nm、900nm、1μm、2μm、5μm、10μm、15μm或20μm，宽度可以为3nm、5nm、8nm、10nm、20nm、40nm、50nm、60nm、80nm、100nm、200nm、300nm、400nm或500nm。

S2、将可溶性二价铁盐和三价铁盐溶于纳米纤维分散液，得到复合纳米纤维分散液；

在一个实施例中，复合纳米纤维分散液中二价铁离子与三价铁离子的摩尔比为1:2，纳米纤维分散液中铁离子的添加量为0.0025～3mol/g。

在一个实施例中，复合纳米纤维分散液中纳米纤维分散液的质量浓度为0.01％～20％。

在一个实施例中，二价铁盐包括氯化亚铁、硫酸亚铁或硝酸亚铁中的至少一种，三价铁盐包括氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的至少一种。

具体的，制备得到的复合纳米纤维分散液中纳米纤维分散液的质量浓度为0.01％～20％(w/w)，优选为0.1％～1％(w/w)，可以为0.01％、0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、0.6％、0.8％、1％、2％、5％、6％、8％、10％、12％、15％、16％、18％或20％(w/w)；铁离子的物质的量总浓度为0.0025～3mol，优选为0.1～1mol，可以为0.001mol、0.005mol、0.01mol、0.05mol、0.1mol、0.5mol、1mol、2mol、3mol；二价铁离子与三价铁离子的摩尔比为1:2。

S3、对复合纳米纤维分散液进行碱处理，并纯化后得到具有磁性的纳米纤维磁流体。

在一个实施例中，碱处理中的碱包括氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的至少一种。

在一个实施例中，碱处理的时间为0.1～120h，碱处理的温度为10～90℃。

在一个实施例中，对复合纳米纤维分散液进行碱处理前，先进行超声分散处理，超声分散处理包括水浴超声或超声探头超声中的至少一种。

具体的，碱处理包括气相扩散法和直接添加碱溶液法。其中，气相扩散法采用的气体为氨气，将添加了铁离子的分散液存放于氨气环境中1-120h，可以为1h、2h、5h、8h、10h、12h、15h、18h、20h、25h、30h、48h、60h、70h、80h、90h、100h、110h或120h。其中，直接添加碱溶液法所用的碱溶液选自氨水、氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种，在氮气保护下直接添加于复合纳米纤维分散液中。碱性物质水溶液的质量浓度为0.1％～30％(w/w)，优选为0.5％～5％(w/w)，可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、0.6％、0.8％、1％、2％、5％(w/w)；碱处理的时间为1～120h，可以为1h、2h、5h、8h、10h、12h、15h、18h、20h、25h、30h、48h、60h、70h、80h、90h、100h、110h或120h，处理的温度为10～90℃，可以为10℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、70℃、80℃或90℃。

此外，纯化方法为透析，超声处理所选取的超声处理方式为水浴超声或者超声探头超声的至少一种。优选为超声探头处理，超声时间为10s～1h，优选为30s～5min，可以为10s、30s、1min、5min、10min、30min、1h。

如图4所示，展示了磁性纳米纤维磁流体中四氧化三铁纳米颗粒的尺寸分布示意图，复合纳米纤维分散液中，二价铁离子和三价铁离子在碱性条件下形成四氧化三铁磁性颗粒负载于纳米纤维表面。通过上述方法制备得到的水相纳米纤维磁流体，性质稳定，流动性良好，具有尺寸分布均匀的磁性四氧化三铁颗粒，充分发挥了纳米纤维、磁性四氧化三铁纳米颗粒的优势，使其不仅具有良好的稳定性，还具有良好的磁响应性。其四氧化三铁纳米颗粒的尺寸为3～20nm。通过调节处理温度，物料的添加量等，可以调节纳米纤维磁流体中磁性颗粒的数量及尺寸，使得磁流体具有更好的磁性、稳定性和流动性。

以下采用多组具体的实施例对纳米纤维磁流体的制备方法进行详细说明：

以下实例中所有采用的用于制备磁流体的水为去离子水，所有液体均通过氮气鼓泡除氧，于以下实例中不再特殊说明。

实施例一

具体步骤为：

(1)TEMPO氧化纤维素纳米纤维的制备：

a、TTEMPO氧化纤维素的制备；

称取5g干重纤维素分散于500ml水中，再加入0.5g溴化钠和0.064gTEMPO，搅拌使各组分充分溶解，再向体系中加入25mmol次氯酸钠，立即用盐酸将pH调制10，随后不断滴加0.05mol/l的氢氧化钠溶液将体系pH维持在10。当体系不再消耗氢氧化钠时，将混合液离心洗涤，并将测量洗涤干净的TEMPO氧化纤维素产物的固含量。

b、TEMPO氧化纤维素纳米纤维的制备；

称取1g干重步骤a得到的TEMPO氧化纤维素，加入蒸馏水配置成200ml体系，再用高压均质机再500bar条件下处理四遍即可得到浓度为0.5％的TEMPO氧化纤维素纳米纤维分散液。

(2)纤维素纳米纤维磁流体的制备：

将1.194g四水合氯化亚铁和3.24g六水合氯化铁加入100ml步骤S1中制备的纳米纤维分散液中搅拌至完全溶解，再通过超声探头处理60s使分散液分散均匀，再将分散液放入2L密封容器中同时在密封容器中加入30ml25％(w/w)氨水静置反应24h。最后将反应完而得到的产物取出通过透析法将产物中的离子除去，即可得到纤维素纳米纤维磁流体。所得磁流体四氧化三铁含量为1.4％，四氧化三铁平均尺寸为16nm。磁流体的饱和磁化强度为1.1emu/g。粘度约为6mPas。

实施例二

(1)纳米纤维分散液的制备：

步骤a同实施例一，其他与实施例一的区别在于：

b、纳米纤维分散液的制备

称取0.3g干重步骤a得到的TEMPO氧化纤维素，加入蒸馏水配置成100ml体系，再用超声破碎仪500W超声20min即可得到浓度为0.3％的TEMPO氧化纤维素纳米纤维分散液。

(2)含铁离子母液的制备：

将7.96g四水合氯化亚铁和22.24g十二水合氯化铁溶解于除氧的去离子水中，定容至100ml即可得到铁离子含量为1.2mol/l的铁离子母液。

(3)纤维素纳米纤维磁流体的制备：

取50mL步骤b得到的浓度为0.3％(w/w)的纳米纤维分散液和7.5mL矿化母液，混合均匀，然后倒入100mL烧杯中，在1000mL保鲜盒中加入100mL5％(w/w)的氨水，将烧杯置于保鲜盒中，碱性凝固浴处理30h后取出烧杯，制备得到的纤维素纳米纤维磁流通过透析法将产物中的离子除去，再通过超声探头超声处理5min，即可得到纤维素纳米纤维磁流体。所得磁流体四氧化三铁含量为4％，四氧化三铁平均尺寸为25nm。磁流体的饱和磁化强度为3.2emu/g。粘度约为3mPas。

实施例三

(1)TEMPO氧化几丁质纳米纤维的制备：

a、TEMPO氧化几丁质的制备；

称取10g干重纤维素分散于1000ml水中，再加入1g溴化钠和0.16gTEMPO，搅拌使各组分充分溶解，再向体系中加入50mmol次氯酸钠，立即用盐酸将pH调制10，随后不断滴加0.05mol/l的氢氧化钠溶液将体系pH维持在10。当体系不再消耗氢氧化钠时，将混合液离心洗涤，并将测量洗涤干净的TEMPO氧化几丁质产物的固含量。

b、TEMPO氧化几丁质纳米纤维的制备；

称取2g干重步骤a得到的TEMPO氧化几丁质，加入蒸馏水配置成200ml体系，再用高压均质机再600bar条件下处理三遍即可得到浓度为1％的TEMPO氧化纤维素纳米纤维分散液。

(2)几丁质纳米纤维磁流体的制备：

铁离子母液的制备同实例2，取10mL步骤b制备得到的浓度为1％(w/w)的纳米纤维分散液和1.5mL矿化母液，混合均匀，然后倒入20mL烧杯中，在1000mL保鲜盒中加入20mL10％(w/w)的氨水，将烧杯置于保鲜盒中后密封碱性气相凝固浴处理15h后取出烧杯，制备得到几丁质纳米纤维磁流通过透析法将产物中的离子除去，再通过超声探头超声处理3min，即可得到几丁质纳米纤维磁流体。所得磁流体四氧化三铁含量为3.6％，四氧化三铁平均尺寸为23nm。磁流体的饱和磁化强度为2emu/g。粘度约为11mPas。

实施例四

(1)TEMPO几丁质纳米纤维的制备：

步骤a、b同实施例三。

(2)几丁质纳米纤维磁流体的制备：

将0.597g四水合氯化亚铁和1.62g六水合氯化铁加入50ml步骤S1中制备的纳米纤维分散液中搅拌至完全溶解，再缓慢加入20ml0.1mol/l氢氧化钠溶液不断搅拌，即可得到几丁质纳米纤维磁流体，再通过调节pH至4，离心洗涤6次后将得到的沉淀配制成50ml体系，将pH调节至8，然后通过超声破碎仪500W超声处理20min即可得到成品几丁质纳米纤维磁流体。所得磁流体四氧化三铁含量为1.4％，四氧化三铁平均尺寸为12nm。磁流体的饱和磁化强度为1.1emu/g。粘度约为13mPas。

实施例五

(1)酸水解纤维素纳米纤维分散液的制备：

称取6g干重纤维素分散于90ml64％(w/w)硫酸中，用超声破碎仪400W超声处理30分钟，再通过10000rpm离心5min，将上清液加入透析袋中透析至分散液pH为5～6除去硫酸，即可得到硫酸水解的纤维素纳米纤维分散液。

(2)酸水解纤维素纳米纤维磁流体的制备：

铁离子母液的制备同实施例二，取50mL浓度为1％(w/w)的纳米纤维分散液和11.67mL矿化母液，混合均匀，然后倒入100mL烧杯中，在1000mL保鲜盒中加入20mL10％(w/w)的氨水，将烧杯置于保鲜盒中密封，碱性气相凝固浴处理48h后取出烧杯，制备得到纤维素纳米纤维磁流体通过透析法将产物中的离子除去，再通过超声探头超声处理1min，即可得到纤维素纳米纤维磁流体。所得磁流体四氧化三铁含量为2.9％，四氧化三铁平均尺寸为18nm。磁流体的饱和磁化强度为2.3emu/g。粘度约为45mPas。

实施例六

(1)漆酶氧化纤维素的制备：

将1g干重纤维素分散于100去离子水中，加入10000U云芝漆酶和0.16gTEMPO在30℃条件下水浴搅拌96h，接着将产物以8000rpm离心洗涤八次，即可得到漆酶氧化过的纤维素。将0.5g干重氧化过的纤维素用蒸馏水配置成100ml分散体系，接着用高压均质机在550bar条件下处理六次，即可得到漆酶氧化的纤维素纳米纤维分散液。

(2)漆酶氧化纤维素纳米纤维磁流体的制备：

铁离子母液的制备同实例2，取3ml铁离子母液加入50ml步骤S1中制备得到的漆酶氧化的纳米纤维分散液中，接着向分散体系中边搅拌边缓慢加入10ml5％(w/w)氢氧化钾溶液即可得到纳米纤维磁流体，接着通过透析法将磁流体中的离子除去，即可得到纤维素纳米纤维磁流体。所得磁流体四氧化三铁含量为1.5％，四氧化三铁平均尺寸为15nm。磁流体的饱和磁化强度为1.2emu/g。粘度约为10mPas。

实施例七

(1)漆酶氧化几丁质的制备：

将2g干重几丁质分散于200ml去离子水中，加入20000U云芝漆酶和0.32gTEMPO在30℃条件下水浴搅拌96h，接着将产物以8000rpm离心洗涤八次，即可得到漆酶氧化过的几丁质。将1g干重氧化过的几丁质用蒸馏水配置成100ml分散体系，接着用高压均质机在550bar条件下处理六次，即可得到漆酶氧化的几丁质纳米纤维分散液。

(2)漆酶氧化几丁质纳米纤维磁流体的制备：

将0.836g四水合氯化亚铁和2.268g六水合氯化铁加入100ml步骤S2中制备的纳米纤维分散液中搅拌至完全溶解，再通过水浴超声处理10min使分散液分散均匀，再将分散液放在一个2l密封容器中同时在密封容器中加入30ml25％(w/w)氨水静置反应24h。最后将反应得到的产物取出，通过透析法将产物中的离子除去即可得到几丁质纳米纤维磁流体。所得磁流体四氧化三铁含量为1％，四氧化三铁平均尺寸为10nm。磁流体的饱和磁化强度为0.8emu/g。粘度约为26mPas。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种纳米纤维磁流体，所述纳米纤维磁流体的磁性颗粒含量为0.01％～20％，磁性颗粒的尺寸为2～50nm，且所述纳米纤维磁流体的密度为1～1.3g/cm³，粘度为1～50mPas，饱和磁化强度为0.1～15emu/g。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种纳米纤维磁流体在药物传递、阻光、磁场驱动、矿物筛选、密封、减震、光调节、吸附、固定化、隔热、降噪、过滤、生物支架及定向材料领域中的应用。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明的制备方法简单，无需复杂的化学交联和操作；以多糖纳米纤维作为稳定剂和分散剂，磁性颗粒均匀稳定的固定在纳米纤维表面，且本发明所制备的磁流体绿色环保，制备过程不涉及有毒试剂，其在阻光、磁场驱动、油相密封与无接触共混、微差距密度颗粒的筛分、吸附、固定化、隔热、降噪、过滤、生物支架、骨骼修复、定向材料领域具有良好的应用前景。

此外，本发明制备的是纳米纤维与磁性粒子复合的磁流体，在本发明中纳米纤维同时作为稳定剂和分散剂，且纳米纤维本身具有胶体稳定性及较好的分散性，从而简化了磁流体制备的步骤，解决传统磁流体制备中需要额外添加稳定剂的缺陷。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纳米纤维磁流体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将几丁质或纤维素进行前处理，将经过前处理后的几丁质或纤维素经机械处理得到纳米纤维分散液；

将可溶性二价铁盐和三价铁盐溶于纳米纤维分散液，得到复合纳米纤维分散液；

对复合纳米纤维分散液进行碱处理，并纯化后得到具有磁性的纳米纤维磁流体；

所述前处理包括2，2，6，6-四甲基哌啶氧化，酸水解处理或漆酶处理；

所述机械处理为匀浆处理、超声处理、胶体磨处理、高速搅拌、高压均质处理、超微粉碎和微射流中的至少一种；

所述纳米纤维表面带有负电荷基团，其长度为50-900nm，宽度为3-50 nm；

所述复合纳米纤维分散液中二价铁离子与三价铁离子的摩尔比为1:2，所述复合纳米纤维分散液中铁离子的添加量为0.0025~3mol/g。

2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维磁流体的制备方法，其特征在于，所述复合纳米纤维分散液中所述纳米纤维分散液的质量浓度为0.01%~20%。

3.根据权利要求1所述的一种纳米纤维磁流体的制备方法，其特征在于，所述二价铁盐包括氯化亚铁、硫酸亚铁或硝酸亚铁中的至少一种，所述三价铁盐包括氯化铁、硫酸铁或硝酸铁中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种纳米纤维磁流体的制备方法，其特征在于，所述碱处理中的碱包括氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的一种纳米纤维磁流体的制备方法，其特征在于，所述碱处理的时间为0.1~120h，所述碱处理的温度为10~90℃。

6.根据权利要求1所述的一种纳米纤维磁流体的制备方法，其特征在于，所述对复合纳米纤维分散液进行碱处理前，先进行超声分散处理，所述超声分散处理包括水浴超声或超声探头超声中的至少一种。

7.一种纳米纤维磁流体，采用权利要求1~6中任一项所述的纳米纤维磁流体的制备方法制备得到，其特征在于，所述纳米纤维磁流体的磁性颗粒含量为0.01%~20%，磁性颗粒的尺寸为2~50nm，且所述纳米纤维磁流体的密度为1~1.3g/cm³，粘度为1~50mPas，饱和磁化强度为0.1~15emu/g。

8.根据权利要求7所述的纳米纤维磁流体在药物传递、阻光、磁场驱动、矿物筛选、密封、减震、光调节、吸附、固定化、隔热、降噪、过滤、生物支架及定向材料领域中的应用。

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