專利名稱：可調變粘滯度磁性液體的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種磁性液體的制備方法，特別是在微粒體積分數相同的情況下，制備不同粘滯度的磁性液體的方法。
背景技術：
磁性液體是磁性納米微粒穩定彌散于一定基液中，具有磁性和液體流動性的膠體體系。在外磁場的作用下，懸浮的磁性納米微粒會發生整體的運動，磁性液體因此具有其它液體沒有的磁控特性。作為液態的磁性物質，其粘滯度和磁化強度是兩個基本的特性參數，磁性液體的各種磁控響應的速度和幅度通常與這兩個參數有關。磁性液體的粘滯度由基液粘滯度和磁性微粒的體積分數(磁性微粒的體積分數＝磁性微粒體積/磁性液體體積)所決定，可表示為η＝η0f(V) (1)式中η為磁性液體的粘滯度，η0為基液的粘滯度，V為磁性微粒的體積分數，f(V)是與V有關的函數。
磁性微粒的體積分數V也與磁性液體的磁化強度M相關M＝MSVL(α)α＝μ0mH/kT (2)L(α)為朗之萬函數，MS為磁性微粒的飽和磁化強度，μ0為真空磁導率，m為單個粒子的磁矩，H為外磁場強度，k為玻爾茲曼常數，T為絕對溫度。
由(1)和(2)式可知，通過改變磁性微粒的體積分數及基液的粘滯度可調變磁性液體的粘滯度，但改變磁性微粒的體積分數將導致磁性液體磁化強度的變化。在現有磁性液體的制備方法中(如申請號為200310111029.9的發明專利申請)，基液為單純的酸性水溶液，其酸濃度直接由磁性微粒的體積分數確定，故基液粘滯度的變化實際上是磁性微粒體積分數的變化，若通過改變基液粘滯度來調變磁性液體的粘滯度，實際上也是通過改變磁性微粒的體積分數來實現，這樣也將導致磁性液體磁化強度的變化，故現有磁性液體的制備方法，其磁性液體的粘滯度不能獨立于磁性微粒的體積分數及磁性液體的磁化強度進行調變。
發明內容
本發明的目的是提供一種可調變粘滯度磁性液體的制備方法，使磁性液體粘滯度的調變可獨立于磁性微粒的體積分數及磁性液體的磁化強度進行。
本發明所述的可調變粘滯度磁性液體的制備方法，包括以下步驟(1)在堿性介質中，通過共沉淀法制取NFe2O4(N＝Co、Fe、Mn、Ni)鐵氧體磁性納米微粒，并清洗至微粒的零電荷點；(2)配制酸性水溶液基液，其酸濃度C為C＝Q[V/(1V)]×103(mol/L)式中Q為基液中H+與金屬原子Fe3+、N2+(Co2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+)的摩爾比，可由實驗確定，約為10-3左右，V為磁性微粒的體積分數；(3)在攪拌狀態下，將適量NFe2O4(N＝Co、Fe、Mn、Ni)納米微粒與適當的酸性水溶液基液混合，靜置一段時間，使之充分膠溶化；所述酸性水溶液基液為聚乙二醇(PEG)高分子酸性水溶液基液。
本發明由于在酸性水溶液基液的配制中加入了聚乙二醇(PEG)高分子物質，使現有磁性液體的制備方法中單純的酸性水溶液基液被高分子酸性水溶液代替，故通過改變基液中聚乙二醇(PEG)水溶液的質量百分比濃度，便可改變基液的粘滯度，而并未對磁性液體中磁性微粒的體積分數及磁性液體的磁化強度產生影響，故本發明所述方法使磁性液體粘滯度的調變可獨立于磁性微粒的體積分數及磁性液體的磁化強度進行，可制備磁性微粒體積分數相同，即磁性液體磁化強度相同而粘滯度不同的磁性液體，該方法制備過程簡單，易于操作。
現結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
圖1為本發明制備的磁性液體的粘滯度與其基液中聚乙二醇(PEG)的質量百分比濃度的關系圖。
圖中橫坐標代表基液中聚乙二醇(PEG)的質量百分比濃度C(％)，縱坐標代表磁性液體的粘滯度η(mps)。
具體實施例方式
不同粘滯度CoFe2O4磁性液體的制備1、CoFe2O4磁性納米微粒的制備以FeCl3·6H2O和Co(NO3)2·H2O為原料，按Fe3+與Co2+為2 1的摩爾比選取二者的水溶液進行混合，(在Co(NO3)2·H2O溶液中加入少量的HCl)，然后將混合液加熱至沸騰，沸騰5分鐘后讓其在室溫下冷卻，逐漸有黑色的CoFe2O4納米微粒沉淀析出，用蒸餾水將CoFe2O4微粒沉淀清洗至pH≈7～8。
2、基液的配制a、配制質量百分比濃度分別為1％、5％、10％、15％和20％的聚乙二醇(PEG)高分子水溶液；b、將體積濃度為0.25mol/L的HNO3加入聚乙二醇(PEG)高分子水溶液和純水中，共配制6種基液。
3磁性液體合成分別用上述6種基液在攪動狀態下與上述1步驟得到的CoFe2O4微粒混合，靜置24小時，即可配制成6種具有相同微粒體積分數(V＝2％)而粘滯度不同的磁性液體，靜置24小時。
4、磁性液體粘滯度的測定用NDJ-1型旋轉式粘度計進行磁性液體的粘滯度測量，磁性液體粘滯度與基液中的聚乙二醇(PEG)質量百分比濃度的關系如圖1所示。
權利要求
1.可調變粘滯度磁性液體的制備方法，包括以下步驟(1)在堿性介質中，通過共沉淀法制取NFe2O4(N＝Co、Fe、Mn、Ni)鐵氧體磁性納米微粒，并清洗至微粒的零電荷點；(2)配制酸性水溶液基液，其酸濃度C為C＝Q[v/(1 v)]×103(mol/L)式中Q為基液中H+與金屬原子Fe3+、M2+(Co2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+)的摩爾比，v為磁性微粒的體積分數；(3)在攪拌狀態下，將適量NFe2O4(N＝Co、Fe、Mn、Ni)納米微粒與適當的酸性水溶液基液混合，靜置一段時間，使之充分膠溶化；其特征在于所述酸性水溶液基液為聚乙二醇(PEG)高分子酸性水溶液基液。
全文摘要
本發明涉及一種磁性液體的制備方法，特別是在微粒體積分數相同的情況下，制備不同粘滯度的磁性液體的方法。包括以下步驟1.在堿性介質中，通過共沉淀法制取NFe
文檔編號H01F1/44GK1649040SQ20041008140
公開日2005年8月3日 申請日期2004年12月4日 優先權日2004年12月4日
發明者李建, 戴大臨 申請人:西南師范大學