RU2634026C1 - Способ получения магнитоактивного соединения - Google Patents
Способ получения магнитоактивного соединения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2634026C1 RU2634026C1 RU2016130273A RU2016130273A RU2634026C1 RU 2634026 C1 RU2634026 C1 RU 2634026C1 RU 2016130273 A RU2016130273 A RU 2016130273A RU 2016130273 A RU2016130273 A RU 2016130273A RU 2634026 C1 RU2634026 C1 RU 2634026C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- active compound
- magnetically active
- magnetic susceptibility
- relative magnetic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
- H01F1/445—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a compound, e.g. Fe3O4
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при создании магнитоактивных катализаторов. Способ получения раствора магнитоактивного соединения включает конденсацию из раствора сульфата железа (II), содержащего лигносульфонаты, и раствора окислителя при их смешении. В качестве окислителя используют водно-аммиачный раствор нитрата серебра с добавкой тетраэтиламмоний гидроксида. Изобретение позволяет упростить синтез магнитоактивного соединения и получать его в виде устойчивого водного раствора. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 21 пр.
Description
Изобретение касается способов синтеза магнитоактивных соединений. Наноразмерные благородные металлы - серебро, золото, палладий - обладают уникальными свойствами и возможностями использования в катализе, микроэлектронике, хранении данных, доставке лекарственных средств, при создании биодатчиков. Наиболее популярным способом получения металлических наночастиц является восстановление металлов из соответствующих солей в водных растворах или растворах органических растворителей в присутствии блокирующих агрегирование стабилизаторов. В качестве восстановителей обычно используют водород, литийалюминийгидриды и боргидриды металлов, спирты и амины. Наноразмерные катализаторы трудно отделить от реакционной среды, так как фильтрование и центрифугирование не подходят для этих целей. Решение этой проблемы заключается в использовании магнитоактивных катализаторов, которые могут быть легко извлечены из реакционной среды с помощью магнитного поля. Синтез материалов состава Ag-Fe3O4 обычно многостадиен и продолжителен во времени.
Известен способ получения наночастиц магнитоактивного соединения состава Ag/Fe3O4 путем смешения олеиновой кислоты, олеиламина в 1,2-гексадекандиоле, нагревания раствора до 120°С в атмосфере азота. При перемешивании добавляют раствор пентакарбонила железа Fe(CO)5. Через 5 мин добавляют деаэрированный раствор нитрата серебра и олеиламина в толуоле. Раствор нагревают до 205°С до кипения за 90 мин. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры. После добавления изопропилового спирта осадок центрифугируют [Нао D., Cheng-Min S., Chao Н., Zhi-Chuan X., Chen L., Yuan Т., Xue-Zhao S., Hong-Jun G. Synthesis and properties of Au-Fe3O4 and Ag-Fe3O4 heterodimeric nanoparticles // Chin. Phys. B. - 2010. - Vol. 19, N 6. - P. 066102]. Недостатком этого способа является многостадийность.
Известен способ получения Fe3O4/Ag композита путем добавления к раствору сульфата железа(II) FeSO4 при перемешивании раствора аммиака, последующего нагревания до 70-80°С за 6 мин с помощью микроволнового излучения. После охлаждения с помощью магнитного поля отделяют частицы магнетита. Продукт затем трижды промывают водой и сушат в вакууме. Затем магнетит добавляют к раствору нитрата серебра, полученную смесь нагревают до кипения, добавляют раствор винной кислоты и кипятят 5 мин. Затем наночастицы отделяют с помощью внешнего магнитного поля [Liu С.Н., Zhou Z.D., Yu X., Lv B.Q., Mao J.F., Xiao D. Preparation and characterization of Fe3O4/Ag composite magnetic nanoparticles // Inorganic Materials. - 2008. - Vol .44, N 3. - P. 291-295]. Недостатком является многостадийность способа.
Известен способ получения магнитного нанокомпозита, согласно которому к 1 л раствора 0,05 моль сульфата железа(II) FeSO4 и 0,1 моль гексагидрата хлорида железа(III) FeCl3⋅6H2O при интенсивном перемешивании добавляют 25% водный раствор аммиака до рН 10-12. Для нанесения серебряного покрытия через 10-15 мин реакционную смесь нагревают до 40°С, последовательно добавляют 0,1% раствор нитрата серебра AgNO3 и 10% раствор глюкозы и постепенно повышают температуру до 60-70°С, при которой смесь выдерживают 40 мин. Раствор выдерживают в постоянном магнитном поле 24 ч. Осадок промывают водой до рН 9-10, фильтруют и высушивают при комнатной температуре. [Пат. 95222 
. МПК (2014.01) C01G 5/00, C01G 49/00. Cпociб одержання магнiтного нанокомпозиту Ag@Fe3O4 з острiвковим покриттям / Чан Т.М., Левiтiн 
., Криськiв О.С. // Бюл. - 2014. - №23. - 5 с]. Недостатками являются многостадийность и большая продолжительность способа.
Известен способ получения композита, состоящего из магнетита и серебра, согласно которому 1,6 г гексагидрата хлорида железа(III) FeCl3⋅6H2O и 0,34 г нитрата серебра AgNO3 добавляют к 60 мл этиленгликоля при комнатной температуре, затем при энергичном перемешивании добавляют 3,2 г ацетата натрия и 14 мл этилендиамина для получения прозрачного раствора. После перемешивания в течение приблизительно 30 мин, раствор переносят в автоклав и выдерживают при 200°С в течение 6 ч с последующим охлаждением до температуры окружающей среды естественным образом. Черный осадок центрифугируют, промывают этанолом несколько раз и сушат при 60°С в вакууме [Ai L., Zeng С, Wang Q. One-step solvothermal synthesis of Ag-Fe3O4 composite as a magnetically recyclable catalyst for reduction of Rhodamine В // Catalysis Communications. - 2011. - Vol. 14, N 1. - P. 68-73]. Недостатками являются необходимость проведения реакции при повышенных температурах в автоклаве, большая продолжительность и многостадийность.
Наиболее близким является способ получения магнитоактивного соединения, в соответствии с которым магнитоактивное соединение получают путем окисления соли железа(II) раствором нитрата серебра в водно-аммиачном растворе. При смешении растворов сразу же выделяется черный осадок магнитоактивного соединения (прототип). [Патент 2572418 РФ. МПК C01G 49/08 (2006.01), H01F 1/00 (2006.01). Опубл. 10.01.2016. Бюл. №1]. Недостатком данного способа является невозможность получать магнитоактивное соединение в виде раствора.
Задачей изобретения является синтез раствора магнитоактивного соединения.
Это достигается путем проведения конденсации из растворов сульфата железа(II) и окислителя при их смешении, причем в качестве окислителя использован водно-аммиачный раствор нитрата серебра с добавкой тетраэтиламмоний гидроксида (ТЭАГ), а раствор сульфата железа(II) содержит лигносульфонаты (ЛСТ).
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. К раствору сульфата железа(II) и лигносульфонатов добавляют расчетный объем аммиачного раствора нитрата серебра с добавкой тетраэтиламмоний гидроксида. Сразу же образуется продукт, обладающий магнитной активностью.
Пример 1. Раствор сульфата железа(II) готовят следующим образом. К 10 мл раствора лигносульфонатов концентрацией 740 мг/л добавляют 2 мл раствора сульфата железа(II) (концентрацией 0,1 М). Соотношение лигносульфонатов и железа составляет 0,7 г ЛСТ/г Fe. Раствор окислителя готовят, смешивая 0,3 мл 0,2 М раствора нитрата серебра AgNO3, 1 мл концентрированного раствора аммиака NH4OH и 1 мл раствора тетраэтиламмоний гидроксида, концентрацией 35%. Соотношение окислителя и тетраэтиламмоний гидроксида к железу составляет 0,58 и 31,5 г/г Fe соответственно.
К раствору сульфата железа(II) при перемешивании добавляют раствор окислителя. При смешении образуется окрашенный в черный цвет раствор, обладающий магнитной активностью. Относительная магнитная восприимчивость (ОМВ), измеренная с помощью весов Гуи, через 6 мин после смешения составила 7,2 г/г Fe.
Пример 2. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 30 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 12,0 г/г Fe.
Пример 3. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 55 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 15,5 г/г Fe.
Пример 4. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 180 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 20,1 г/г Fe.
Пример 5. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что объем раствора лигносульфонатов составил 2,5 мл, а концентрация 2980 мг/л. Измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 9 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 8,9 г/г Fe.
Пример 6. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 5, отличающийся тем, что измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 60 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 13,0 г/г Fe.
Пример 7. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 5, отличающийся тем, что измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 180 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 16,2 г/г Fe.
Пример 8. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 5, отличающийся тем, что объем раствора лигносульфонатов составил 1,25 мл, а концентрация 5950 мг/л. Измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 120 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 12,3 г/г Fe.
Пример 9. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что синтез проведен без использования тетраэтиламмоний гидроксида. Продукт реакции представляет собой компактный осадок магнитоактивного соединения. Измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 45 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 23,3 г/г Fe.
Пример 10. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что расход тетраэтиламмоний гидроксида составил 0,1 мл. Соотношение тетраэтиламмоний гидроксида к железу составляет 3,15 г/г железа. Продукт реакции представляет собой компактный осадок магнитоактивного соединения. Измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 10 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 7,3 г/г Fe.
Пример 11. Способ получения магнитоактивного соединения в условиях примера 10, отличающийся тем, что измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 30 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 17,4 г/г Fe. Продукт реакции представляет собой компактный осадок магнитоактивного соединения.
Пример 12. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что расход тетраэтиламмоний гидроксида составил 0,2 мл. Соотношение тетраэтиламмоний гидроксида к железу составляет 6,3 г/г железа. Продукт реакции представляет собой компактный осадок магнитоактивного соединения. Измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 2 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 1,0 г/г Fe.
Пример 13. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что расход тетраэтиламмоний гидроксида составил 0,4 мл. Соотношение тетраэтиламмоний гидроксида к железу составляет 12,6 г/г железа. Продукт реакции представляет собой раствор магнитоактивного соединения. Измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 2 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 2,3 г/г Fe.
Пример 14. Способ получения магнитоактивного соединения в условиях примера 13, отличающийся тем, что измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 30 мин после смешения. Продукт реакции представляет собой раствор магнитоактивного соединения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 7,6 г/г Fe.
Пример 15. Способ получения магнитоактивного соединения в условиях примера 13, отличающийся тем, что измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 65 мин после смешения. Продукт реакции представляет собой раствор магнитоактивного соединения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 8,3 г/г Fe.
Пример 16. Способ получения магнитоактивного соединения в условиях примера 15, отличающийся тем, что измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 200 мин после смешения. Продукт реакции представляет собой раствор магнитоактивного соединения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 9,4 г/г Fe.
Пример 17. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что конденсация проведена без использования нитрата серебра. Продукт реакции представляет собой компактный осадок. Измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 72 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 0,2 г/г Fe.
Пример 18. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что раствор окислителя готовят, смешивая 0,2 мл 0,2 М раствора нитрата серебра AgNO3, 1 мл концентрированного раствора аммиака NH4OH и 0,4 мл раствора тетраэтиламмоний гидроксида, концентрацией 35%. Соотношение окислителя и тетраэтиламмоний гидроксида к железу составляет 0,39 и 12,6 г/г железа соответственно. Продукт реакции представляет собой раствор магнитоактивного соединения. Измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 20 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 6,1 г/г Fe.
Пример 19. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 18, отличающийся тем, что измерение относительной магнитной восприимчивости проводили через 72 мин после смешения. Величина относительной магнитной восприимчивости составила 9,2 г/г Fe.
Пример 20. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что к 8 мл раствора лигносульфонатов концентрацией 740 мг/л добавляют 2 мл раствора сульфата железа(II) (концентрацией 0,1 М). Соотношение лигносульфонатов и железа составляет 0,6 г ЛСТ/г Fe. Продукт реакции представляет собой раствор магнитоактивного соединения. Величина относительной магнитной восприимчивости, измеренная через 30 мин после смешения, составила 8,3 г/г Fe.
Пример 21. Способ получения магнитоактивного соединения по примеру 1, отличающийся тем, что к 10 мл раствора лигносульфонатов концентрацией 740 мг/л добавляют 1,6 мл раствора сульфата железа(II) (концентрацией 0,1 М). Соотношение лигносульфонатов и железа составляет 0,75 г ЛСТ/г Fe. Продукт реакции представляет собой раствор магнитоактивного соединения. Величина относительной магнитной восприимчивости, измеренная через 45 мин после смешения, составила 6,3 г/г Fe.
Таким образом, для получения устойчивого раствора магнитоактивного соединения, раствор железа(II) должен содержать лигносульфонаты в количестве 0,56-0,7 г/г Fe, расход нитрата серебра должен быть в интервале 0,12-0,58 г Ag/г Fe, а добавка тетраэтиламмоний гидроксида должна быть не менее 12,6 г/г Fe.
Полученные результаты, сведенные в таблице, свидетельствуют о том, что использование тетраэтиламмоний гидроксида позволяет упростить синтез магнитоактивного соединения и получать его в виде раствора. Кроме того, отмечено, что раствор магнитоактивного соединения устойчив в течение длительного времени.
Claims (4)
1. Способ получения раствора магнитоактивного соединения путем конденсации из раствора сульфата железа (II), содержащего лигносульфонаты, и раствора окислителя при их смешении, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют водно-аммиачный раствор нитрата серебра с добавкой тетраэтиламмоний гидроксида.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор сульфата железа (II) содержит лигносульфонаты в количестве 0,56-0,7 г/г Fe.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расход нитрата серебра составляет 0,12-0,58 г Ag/г Fe.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что добавка тетраэтиламмоний гидроксида составляет не менее 12,6 г/г Fe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130273A RU2634026C1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Способ получения магнитоактивного соединения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130273A RU2634026C1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Способ получения магнитоактивного соединения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2634026C1 true RU2634026C1 (ru) | 2017-10-23 |
Family
ID=60154003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016130273A RU2634026C1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Способ получения магнитоактивного соединения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2634026C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU568598A1 (ru) * | 1975-12-24 | 1977-08-15 | Ленинградский Технологический Институт Имени Ленсовета | Способ получени феррожидкости |
| US4329241A (en) * | 1979-07-20 | 1982-05-11 | Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar) | Magnetic fluids and process for obtaining them |
| WO2011110711A1 (es) * | 2010-03-08 | 2011-09-15 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) | Procedimiento de obtención de materiales con comportamiento superparamagnético |
| RU2453500C1 (ru) * | 2011-01-12 | 2012-06-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет" (С(А)ФУ) | Способ получения магнитоактивного соединения |
| RU2572418C1 (ru) * | 2014-10-16 | 2016-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Способ получения магнитоактивного соединения |
-
2016
- 2016-07-25 RU RU2016130273A patent/RU2634026C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU568598A1 (ru) * | 1975-12-24 | 1977-08-15 | Ленинградский Технологический Институт Имени Ленсовета | Способ получени феррожидкости |
| US4329241A (en) * | 1979-07-20 | 1982-05-11 | Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar) | Magnetic fluids and process for obtaining them |
| WO2011110711A1 (es) * | 2010-03-08 | 2011-09-15 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) | Procedimiento de obtención de materiales con comportamiento superparamagnético |
| RU2453500C1 (ru) * | 2011-01-12 | 2012-06-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет" (С(А)ФУ) | Способ получения магнитоактивного соединения |
| RU2572418C1 (ru) * | 2014-10-16 | 2016-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Способ получения магнитоактивного соединения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dippong et al. | Recent advances in synthesis and applications of MFe2O4 (M= Co, Cu, Mn, Ni, Zn) nanoparticles | |
| Liu et al. | Magnetic nanocomposites with mesoporous structures: synthesis and applications | |
| Cao et al. | Hierarchically nanostructured magnetic hollow spheres of Fe3O4 and γ-Fe2O3: preparation and potential application in drug delivery | |
| Kang et al. | Fabrication of hollow and porous structured GdVO4: Dy3+ nanospheres as anticancer drug carrier and MRI contrast agent | |
| CN103100725B (zh) | 一种银/碳量子点复合纳米材料的制备方法 | |
| CN101178961B (zh) | 高溶解度的水溶磁性纳米晶体及其制备方法 | |
| CN106833650A (zh) | 一种磁性荧光双功能纳米材料 | |
| CN110680927B (zh) | 一种zif-8纳米球同时负载Au NPs和Fe3O4 NPs的方法 | |
| CN102284264B (zh) | 一种水滑石包裹四氧化三铁微球的制备方法 | |
| CN104491866A (zh) | 一种硫化铜/介孔二氧化硅核壳纳米粒子及其制备和应用 | |
| Teng et al. | Ligand exchange triggered controlled-release targeted drug delivery system based on core–shell superparamagnetic mesoporous microspheres capped with nanoparticles | |
| KR101749805B1 (ko) | 란타나이드 금속착제 및 실리콘이 포함된 수용성 고분자로 코팅된 형광나노입자 제조방법 | |
| Nguyen et al. | Analysis on development of magnetite hollow spheres through one‐pot solvothermal process | |
| CN108187739B (zh) | 一种葡萄干面包式金-二氧化硅纳米催化剂及其制备和应用 | |
| RU2634026C1 (ru) | Способ получения магнитоактивного соединения | |
| CN111139065B (zh) | 一种生物基发光纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN107661510B (zh) | 甲氧基氟硼吡咯-核酸-四氧化三铁复合物及制备方法 | |
| Luengo et al. | Doped-iron oxide nanocrystals synthesized by one-step aqueous route for multi-imaging purposes | |
| Gao et al. | Synthesis and luminescent properties of uniform monodisperse LuPO4: Eu3+/Tb3+ hollow microspheres | |
| CN103083688A (zh) | 一种核壳结构铁酸盐类磁性纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| TWI445548B (zh) | 生物相容性載體及其製法 | |
| CN102330149A (zh) | 枝状金纳米单晶的制备方法 | |
| CN106890644B (zh) | 一种铁钴合金微结构催化剂材料、制备方法及应用 | |
| CN103553145B (zh) | 一种双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法 | |
| Sheikh et al. | A thorough study of zinc ferrite nanoparticles with reference to green synthesis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180726 |