本文關(guān)鍵詞：多層包覆法制備高穩(wěn)定水基磁性液體及其性能研究

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【摘要】：磁性液體是將納米尺度的磁性顆粒包覆上表面活性劑后分散到基載液中形成的均勻穩(wěn)定的膠體。作為新型的功能材料,水基磁性液體主要應用于磁浮選、腫瘤熱療、血管栓塞、靶向給藥等領(lǐng)域。由于在應用時會受到很強的磁場作用,磁性液體的穩(wěn)定性會減弱,從而導致其使用性能下降。研制穩(wěn)定性高的磁性液體,是目前該領(lǐng)域研究的熱點。本文中,我們利用共沉淀法制備了Fe304納米顆粒,采用油酸、聚乙二醇、瓊脂依次對其進行包覆,制備了高穩(wěn)定的水基磁性液體,并對其性能進行了研究。首先,利用共沉淀法制備了磁性Fe304納米顆粒。通過控制Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量之比以及沉淀劑滴加的速率,進行了分組實驗。利用VSM、XRD、SEM對分組實驗的結(jié)果進行分析,表明：所制備的磁性顆粒為立方晶系尖晶石結(jié)構(gòu)的Fe304,剩磁和矯頑力很小,顆粒呈超順磁性。最佳的制備條件為：Fe2+與Fe3+的物質(zhì)的量之比為1：1.6,沉淀劑滴加的速率為10 ml/min,所制備的納米顆粒的飽和磁化強度為71.46 emu/g。然后,將油酸、聚乙二醇、瓊脂依次對Fe304納米顆粒進行包覆,制備了高穩(wěn)定的水基磁性液體,并進行了表征分析。通過分組實驗,確定了最佳的表面活性劑添加量和包覆時間：油酸0.7 ml,聚乙二醇0.6 g,瓊脂0.8 g,每種表面活性劑的包覆時間為80分鐘。利用SEM、DLS、TGA、FTIR等對包覆后的納米顆粒進行了表征：觀察到磁場下納米顆粒排列成鏈狀結(jié)構(gòu)；稀釋100倍后磁性液體中磁性顆粒的水動力學粒徑為43.61 nm,稀釋1000倍的粒徑為46.36 nm;包覆后表面活性劑大約占比重47.81%；表面活性劑分子間通過化學鍵產(chǎn)生連接,包覆效果較好。最后,研究了含磁性顆粒的質(zhì)量分數(shù)為2%,4%,6%,8%的磁性液體的磁化性能、穩(wěn)定性和磁熱效應。結(jié)果表明：磁性液體的飽和磁化強度隨所含磁性顆粒的數(shù)量增加而增大,基本呈線性關(guān)系,磁化曲線與Vislovich的近似曲線重合的較好；初始磁增重與磁性顆粒的質(zhì)量分數(shù)也基本成線性關(guān)系,磁增重的減少量隨著濃度的增加而增大,即磁性液體的穩(wěn)定性隨著濃度增加而減弱；濃度越大,液體達到的溫度越高。
【關(guān)鍵詞】：磁性液體 Fe_3O_4 多層包覆 制備 性能
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O648.1;TB34
【目錄】：

• 摘要11-13
• Abstract13-16
• 第一章 緒論16-28
• 1.1 磁性液體的定義16-18
• 1.2 磁性液體的特性18-19
• 1.3 磁性液體的應用19-22
• 1.4 磁性液體的制備方法22-23
• 1.5 磁性液體中包覆情況的研究發(fā)展23-24
• 1.6 水基Fe_3O_4磁性液體的研究現(xiàn)狀24-25
• 1.7 本課題的研究目的、意義及內(nèi)容25-28
• 第二章 實驗及研究方法28-38
• 2.1 實驗材料28
• 2.2 實驗儀器及設備28-29
• 2.3 表征及測試方法29-35
• 2.3.1 振動樣品磁強計(VSM)29-30
• 2.3.2 X射線衍射儀(XRD)30-32
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)32-33
• 2.3.4 激光光散射儀(DLS)33
• 2.3.5 古埃磁天平(GMB)33-35
• 2.3.6 熱重分析儀(TGA)35
• 2.3.7 傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)35
• 2.3.8 高頻感應加熱爐(HFIHF)35
• 2.4 實驗內(nèi)容35-38
• 第三章 磁性納米顆粒的制備及工藝條件的影響分析38-46
• 3.1 Fe_3O_4納米顆粒的制備38-40
• 3.1.1 Fe_3O_4納米顆粒的制備方法38
• 3.1.2 制備過程中的影響因素38-39
• 3.1.3 沉淀劑的選用39
• 3.1.4 制備方案39-40
• 3.2 工藝條件對制備結(jié)果的影響分析40-44
• 3.2.1 工藝條件對飽和磁化強度的影響分析40-42
• 3.2.2 工藝條件對結(jié)構(gòu)的影響分析42-43
• 3.2.3 工藝條件對形貌的影響分析43-44
• 3.3 本章小結(jié)44-46
• 第四章 水基磁性液體的制備及表征46-60
• 4.1 水基磁性液體的制備方案46-47
• 4.1.1 表面活性劑的選擇46
• 4.1.2 制備方案46-47
• 4.1.3 實驗分組47
• 4.2 包覆工藝條件的確定47-52
• 4.2.1 油酸添加量的確定48-49
• 4.2.2 聚乙二醇添加量的確定49-50
• 4.2.3 瓊脂添加量的確定50-51
• 4.2.4 包覆時間的確定51-52
• 4.3 包覆后磁性顆粒的表征及分析52-58
• 4.3.1 SEM表征及分析52-53
• 4.3.2 DLS表征及分析53-54
• 4.3.3 TGA表征及分析54-56
• 4.3.4 FT-IR表征及分析56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第五章 不同濃度磁性液體的性能研究60-68
• 5.1 不同濃度磁性液體的磁化性能研究60-63
• 5.2 不同濃度磁性液體的穩(wěn)定性研究63-65
• 5.3 不同濃度磁性液體的磁熱效應研究65-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第六章 結(jié)論68-70
• 參考文獻70-76
• 致謝76-78
• 附錄78-80
• 附錄一：碩士期間發(fā)表的論文78-79
• 附錄二：碩士期間獲得的獎勵79-80
• 學位論文評閱及答辯情況表80

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