本發明專利技術公開了一種磁性納米四氧化三鐵改性空心玻璃微珠的制備方法，包括以下步驟：將空心玻璃微珠除油；將除油后的空心微珠浸泡在粗化液中反應，過濾后洗滌、干燥；將空心微珠浸漬在偶聯劑溶液中反應，過濾后洗滌、干燥、焙烘；將空心微珠浸漬在殼聚糖溶液中，攪拌、過濾后預烘、焙烘；將干燥后的空心微珠浸泡在氫氧化鈉溶液中，過濾后洗滌；最后將空心微珠浸漬在氯化亞鐵混合溶液中，轉入高壓反應釜中，密封后保溫處理，待反應完成后過濾出空心微珠，分別用無水乙醇和去離子水進行洗滌，干燥。本發明專利技術具有原材料節約、操作簡便的優點，它通過對空心玻璃微珠表面進行改性，解決了空心玻璃微珠不具有磁性、包覆牢度較差和磁性較弱等問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于功能性無機非金屬材料
，涉及一種空心玻璃微珠的改性方法，具體地說是。
技術介紹
四氧化三鐵(Fe3O4)是一種重要的尖晶石類鐵氧體材料，具有許多不同于常規材料的光、電、聲、熱和磁等特性，是應用最為廣泛的軟磁性材料之一，常用作記錄材料、顏料、磁流體材料、催化劑、磁性高分子微球和電子材料等，在生物
和醫學領域也有著很好的應用前景。目前，制備磁性納米四氧化三鐵顆粒的方法主要有化學沉淀法、溶膠-凝膠法、微波輻射法和水熱反應法等。其中采用水熱法制備納米Fe3O4顆粒具有顯著的優點，一是相對高的溫度有利于產物磁性能的提高；二是在封閉容器中進行，產生相對高的壓強避免了組分揮發，提高了產物純度。水熱條件下，通過控制原料配比、反應溫度和時間以及溶 液酸堿度等條件，能夠得到不同晶體結構、組成、形貌以及顆粒尺寸的產物，顆粒均勻，分散性良好，無須高溫焙燒，過程污染小，操作簡單，易實現工業化生產。空心玻璃微珠是一種尺寸微小的空心玻璃球體，具有質輕、低導熱、抗壓、高分散、隔音、電絕緣性和熱穩定性好等優點，是近年來發展起來的一種用途廣泛、性能優異的新型輕質材料。利用空心玻璃微珠質輕、中空的特點，對其進行表面改性處理，能夠得到具有特殊性能(如吸波、反光、耐磨和催化等)的新材料。現有的空心玻璃微珠包覆磁性納米四氧化三鐵改性方法主要有溶膠-凝膠法和化學沉淀法，在空心玻璃微珠表面包覆一層尖晶石型鐵氧體或磁鉛石型鐵氧體，但制備工藝比較復雜，不易工業化實現。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于提出一種原材料節約，操作簡便的磁性納米四氧化三鐵改性空心玻璃微珠的制備方法，它采用水熱法對空心玻璃微珠表面進行改性，解決了現有改性方法中存在的空心玻璃微珠不具有磁性、包覆牢度較差和磁性較弱等問題。為解決上述技術問題，本專利技術，在制備磁性納米四氧化三鐵顆粒的同時直接對空心玻璃微珠表面進行改性，包括以下步驟 I ·將氫氧化鈉、碳酸鈉和硅酸鈉溶于去離子水中，得到除油液，加熱除油液；將空心玻璃微珠加入所述除油液中并充分分散，反應后過濾、水洗；I1.將氫氟酸用去離子水稀釋，將步驟I處理得到的所述空心微珠浸泡在粗化液中反應，過濾后用去離子水進行洗滌，干燥；II1.將氨丙基三乙氧基硅烷偶聯劑滴加到由無水乙醇和去離子水混合而成的溶液中并充分溶解，將步驟II處理得到的所述空心微珠浸潰在所述偶聯劑溶液中反應，過濾后用去離子水洗滌，干燥，焙烘；IV .將殼聚糖充分溶解在由乙酸溶液和雙氧水溶液混合而成的混合溶液中反應，將步驟III處理得到的所述空心微珠浸潰在殼聚糖溶液中，攪拌，過濾后預烘，焙烘；將干燥后的所述空心微珠浸泡在氫氧化鈉溶液中，過濾后用去離子水洗滌；V .將氯化亞鐵和三氯化鐵用去離子水溶解，并添加尿素、十二烷基苯磺酸鈉和無水乙醇得到混合溶液；將步驟IV處理得到的所述空心微珠浸潰在上述混合溶液中，隨后轉入高壓反應釜中，密封后保溫處理，待反應完成后過濾出空心微珠，分別用無水乙醇和去離子水進行洗滌，干燥，即在空心玻璃微珠表面包覆磁性納米四氧化三鐵顆粒薄膜。上述，所述步驟I中，稱 取氫氧化鈉、碳酸鈉和硅酸鈉溶于去離子水中，得到除油液，所述氫氧化鈉、碳酸鈉和硅酸鈉在所述除油液中的質量-體積濃度分別為40g/L、10g/L和5g/L ;將所述除油液加熱至80 100°C ;稱取空心玻璃微珠5 10g，加入所述IL除油液中，采用機械攪拌方法使空心微珠在除油液中充分分散，反應40 60min后過濾、水洗。上述，所述步驟II中，將質量濃度47%的氫氟酸用去離子水稀釋成I 3%的粗化液，將步驟I處理得到的空心微珠浸泡在體積為IL的上述粗化液中,在40 60°C條件下反應I 2h,過濾后用去離子水進行洗滌，120°C條件下干燥2 4h。 上述，所述步驟III中，稱取10 20 mL的所述氣丙基二乙氧基娃燒偶聯劑，滴加到IL的由所述無水乙醇和去尚子水混合而成的溶液中并充分溶解，其中無水乙醇與去離子水的體積比為1:1;將步驟II處理得到的空心微珠浸潰在偶聯劑溶液中，在10 20°C條件下攪拌反應2 4h，過濾后用去離子水洗漆，80°C條件下干燥30 60min, 110°C焙烘5 10 min。上述，所述步驟IV中，按照體積比1:1，將質量-體積濃度2%的所述乙酸溶液和質量-體積濃度1%的所述雙氧水溶液進行混合，按照所述空心微珠質量的O. 8 1. 5%稱取脫所述乙酰度90%的所述殼聚糖，并將其充分溶解在乙酸和雙氧水的混合溶液中，在60°C條件下攪拌反應12 24h ;將步驟III處理得到的空心微珠浸潰在殼聚糖溶液中，攪拌處理30 60min，過濾后在90°C條件下預烘20 40min, 150°C條件下焙烘5 IOmin,將干燥后的空心微珠浸泡在lmol/L的氫氧化鈉溶液中10 30min，過濾后用去離子水洗滌。上述，所述步驟V中，按照總鐵濃度為O. 01 O. lmol/L，氯化亞鐵與三氯化鐵質量比為Fe2+ =Fe3+=1:2 2 :1稱取氯化亞鐵和三氯化鐵，用去離子水溶解得到二價鐵和三價鐵的混合溶液，添加質量濃度為10 25g/L的尿素，質量濃度為2 4g/L的十二烷基苯磺酸鈉，按體積比1:2 1:8添加無水乙醇；將步驟IV處理得到的空心微珠浸潰在上述混合溶液中5 lOmin，隨后轉入至高壓反應釜中，密封后在120 180°C條件下，保溫處理2 6 h，待反應完成后過濾出空心微珠，分別用無水乙醇和去離子水進行洗滌，50°C條件下真空干燥2 4h，即完成在空心玻璃微珠表面包覆磁性納米四氧化三鐵顆粒薄膜。本專利技術由于采用了上述技術方案，它采用水熱法在制備磁性納米四氧化三鐵顆粒的同時，直接在空心玻璃微珠表面包覆一定厚度的磁性納米四氧化三鐵顆粒薄膜，賦予空心玻璃微珠磁性能，通過控制前驅物中二價鐵和三價鐵的用量比、總鐵濃度，反應溫度和時間，及分散劑用量等工藝參數，優化了改性工藝，該方法節省原材料，操作簡便。測試結果表明，磁性納米四氧化三鐵改性后的空心玻璃微珠具有較高的飽和磁化強度和良好的結合牢度，可以滿足實際需要。以本專利技術所制備的磁性空心玻璃微珠為基材，在其外表面再包覆金屬層如銀、銅和鎳磷等，能夠得到具有導電性能的磁性空心玻璃微珠，不僅可以屏蔽電磁波，而且還可以吸收電磁波。具體實施例方式本專利技術，它采用水熱法，在制備磁性納米四氧化三鐵顆粒的同時，直接對空心玻璃微珠表面進行改性，具體包括以下實施步驟 步驟1:稱取氫氧化鈉、碳酸鈉和硅酸鈉溶于去離子水中，得到除油液，氫氧化鈉、碳酸鈉和硅酸鈉在除油液中的質量-體積濃度分別為40g/L、10g/L和5g/L ;將所述除油液加熱至80 100°C;稱取空心玻璃微珠5 10g，加入上述IL除油液中，采用機械攪拌方法使空心微珠在除油液中充分分散，反應40 60min后過濾、水洗。(以需配IL除油液為例，可采用如下配制方法將40g氫氧化鈉溶解于少量的水中制成氫氧化鈉溶液，將IOg碳酸鈉溶解于少量的水中制成碳酸鈉溶液，將5g硅酸鈉溶于少量的水中配制成硅酸鈉溶液，將前三種 溶液相加后如果總體積為V升，那么再補加(1-V) L去離子水即可配成) 步驟2 :將質量濃度47%的氫氟酸用去離子水稀釋成I 3%的粗化液，將步驟I處理過本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種磁性納米四氧化三鐵改性空心玻璃微珠的制備方法，其特征在于，它在制備磁性納米四氧化三鐵顆粒的同時直接對空心玻璃微珠表面進行改性，包括以下步驟：Ⅰ.將氫氧化鈉、碳酸鈉和硅酸鈉溶于去離子水中，得到除油液，加熱除油液；將空心玻璃微珠加入所述除油液中并充分分散，反應后過濾、水洗；Ⅱ.將氫氟酸用去離子水稀釋，將步驟Ⅰ處理得到的所述空心微珠浸泡在粗化液中反應，過濾后用去離子水進行洗滌，干燥；Ⅲ.將氨丙基三乙氧基硅烷偶聯劑滴加到由無水乙醇和去離子水混合而成的溶液中并充分溶解，將步驟Ⅱ處理得到的所述空心微珠浸漬在所述偶聯劑溶液中反應，過濾后用去離子水洗滌，干燥，焙烘；Ⅳ.將殼聚糖充分溶解在由乙酸溶液和雙氧水溶液混合而成的混合溶液中反應，將步驟Ⅲ處理得到的所述空心微珠浸漬在殼聚糖溶液中，攪拌，過濾后預烘，焙烘；將干燥后的所述空心微珠浸泡在氫氧化鈉溶液中，過濾后用去離子水洗滌；Ⅴ.將氯化亞鐵和三氯化鐵用去離子水溶解，并添加尿素、十二烷基苯磺酸鈉和無水乙醇得到混合溶液；將步驟Ⅳ處理得到的所述空心微珠浸漬在上述混合溶液中，隨后轉入高壓反應釜中，密封后保溫處理，待反應完成后過濾出空心微珠，分別用無水乙醇和去離子水進行洗滌，干燥，即在空心玻璃微珠表面包覆磁性納米四氧化三鐵顆粒薄膜。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：詹建朝，張輝，
申請(專利權)人：嘉興學院，
類型：發明
國別省市：
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