一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體的制備方法，通過表面原位合成法將鎳鋅鐵氧體粒子用聚3-甲基噻吩包覆，達到聚3-甲基噻吩牢固包裹鎳鋅鐵氧體納米顆粒的效果，具體采用共沉淀法先制備鎳鋅鐵氧體納米顆粒，隨后用所制得鎳鋅鐵氧體納米顆粒制備鎳鋅鐵氧體離子型磁性液體，再在鎳鋅鐵氧體離子型磁性液體中加入3-甲基噻吩單體和引發劑原位聚合得到聚3-甲基噻吩良好包覆納米鎳鋅鐵氧體磁性粒子，最后用鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合顆粒制備出聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體磁性粒子磁性液體。
【專利說明】一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種導電聚合物包裹納米磁性顆粒磁性液體的制備方法，尤其涉及一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體的制備方法。
【背景技術】
[0002]磁性液體是指尺寸量級小于單磁疇的納米磁性顆粒高度彌散于液態基載液中而構成的一種高穩定性的膠體溶液，一般的磁性液體的分散劑是有機高分子鏈，不具備特殊的性能，而磁性液體中一旦在原先的納米磁性顆粒和分散劑銜接處包裹上一層有機半導體后，一種新型的有機無機雜化磁性液體便應運而生，有機半導體通過與磁性液體有機結合后，有機半導體的性能便可通過調節磁場強度來使磁性液體具備規律性的光電性能變化，因此該類新型磁性液體在微光器件和光子晶體等領域的應用上具有巨大潛力。
[0003]但是這類磁性液體的制備需要克服三個難點:一是導電聚3-甲基噻吩包裹磁性納米鐵氧體顆粒的穩定性；二是導電聚3-甲基噻吩包裹層的尺寸量級控制；三是包裹后的納米磁性顆粒如何穩定分散于基載液中。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體的制備方法，提高了導電聚3-甲基噻吩包裹磁性納米鐵氧體顆粒的穩定性，控制了導電聚3-甲基噻吩包裹層的尺寸量級，使得包裹后的納米磁性顆粒穩定分散于基載液中。
[0005]一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體，其制備方法為:
A、把31.32g Fe(NO3)3.9H20、12.89g Ni (NO3) 2.6Η20、24.57g Zn (NO3) 2.6H20 溶解于250ml水中配置成溶液，再把12.24g FeSO4.7H20溶解于250ml水中配置成溶液，把以上兩種溶液倒入三口燒瓶中溶解后加入70 mL濃氨水，攪拌20-30分鐘，然后磁分離4-6小時，用去離子水洗滌至pH=7.0，把82.02g Fe(NO3)3.9H2O溶解于5OOml水中配置成Fe (NO3) 3.9H2O溶液，把Fe (NO3) 3.9H20溶液倒入洗滌好的上述溶液中沸騰30-40分鐘，磁分離至自然冷卻至室溫，倒掉上層清液，用去離子水反復洗滌直至中性，在真空干燥皿中自然干燥，研磨成粉，即得納米鎳鋅鐵氧體粒子；
B、取5克上述步驟所得納米鎳鋅鐵氧體粒子，加入94.47ml0.91 mol.L-1的硝酸溶液配成1-2%的鎳鋅鐵氧體Massart磁性液體,熟化6_8天；
C、在燒杯中加入已制備好的Massart磁性液體加水100ml稀釋混合均勻后，將3ml3-甲基噻吩、0.8ml硫酸和Ig無水對氨基苯磺酸加入燒杯中，冰水浴3-4h，并在期間加入15%過硫酸銨溶液20ml，反應結束后磁分離，并用0.8mol/l硫酸和丙酮各洗三次后，用丙酮洗滌至PH=7，得鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子；
D、取1克制備好的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子加入到有0.Sg十六烷基苯磺酸鈉、2ml 90%乙醇和8ml去離子水的混合溶液中，室溫下攪拌反應24_26h后，用高速離心機離心去除未能均勻分散的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子，取其上層液即得聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體。
[0006]本發明的優點是:本發明通過表面原位合成法將納米鎳鋅鐵氧體粒子用聚3-甲基噻吩包覆，達到聚3-甲基噻吩牢固包裹鎳鋅鐵氧體納米顆粒的效果，通過數學計算3-甲基噻吩單體數量，再輔以阻聚劑精確控制聚合度，防止3-甲基噻吩聚合度超過磁性液體所能承載的尺寸量級，控制在10-20納米，從而達到控制鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合顆粒粒徑的效果，獲得磁性液體，同時也提高了導電聚3-甲基噻吩包裹磁性納米鐵氧體顆粒的穩定性(放置六個月不下沉)。該磁性液體由于有一層導電聚合物包覆層，因此其在規律性變化磁場作用下，其光電性能方面產生亦能的規律性變化，即最終達到通過調節磁場強度可控調節其在光電方面的性能指標的目的，在磁性液體的研究中開辟出了一個新穎的可供研究的小分支，具有很重要的研究及應用價值。
【具體實施方式】
[0007]結合上述
【發明內容】
提供以下實施案例。
[0008]實施例1:
一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體，其制備方法為:
A、把31.32g Fe(NO3)3.9H20、12.89g Ni (NO3) 2.6Η20、24.57g Zn (NO3) 2.6H20 溶解于250ml水中配置成溶液，再把12.24g FeSO4.7H20溶解于250ml水中配置成溶液，把以上兩種溶液倒入三口燒瓶中溶解后加入70 mL濃氨水，攪拌20分鐘，然后磁分離4小時，用去離子水洗滌至pH=7.0,把82.02g Fe (NO3) 3.9Η20溶解于500ml水中配置成Fe (NO3) 3.9Η20溶液，把Fe (NO3) 3.9Η20溶液倒入洗滌好的上述溶液中沸騰30分鐘，磁分離至自然冷卻至室溫，倒掉上層清液，用去離子水反復洗滌直至中性，在真空干燥皿中自然干燥，研磨成粉，即得納米鎳鋅鐵氧體粒子；
B、取5克上述步驟所得納米鎳鋅鐵氧體粒子，加入94.47ml0.91 mol.L-1的硝酸溶液配成1%的鎳鋅鐵氧體Massart磁性液體,熟化6天；
C、在燒杯中加入已制備好的Massart磁性液體加水100ml稀釋混合均勻后，將3ml3-甲基噻吩、0.8ml硫酸和Ig無水對氨基苯磺酸加入燒杯中,冰水浴3h,并在期間加入15%過硫酸銨溶液20ml，反應結束后磁分離，并用0.8mol/l硫酸和丙酮各洗三次后，用丙酮洗滌至PH=7，得鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子；
D、取1克制備好的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子加入到有0.Sg十六烷基苯磺酸鈉、2ml 90%乙醇和8ml去離子水的混合溶液中，室溫下攪拌反應24h后，用高速離心機離心去除未能均勻分散的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子，取其上層液即得聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體。
[0009]實施例2:
一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體，其制備方法為:
A、把 31.32g Fe(NO3)3.9H20、12.89g Ni (NO3) 2.6Η20、24.57g Zn (NO3) 2.6H20 溶解于250ml水中配置成溶液，再把12.24g FeSO4.7H20溶解于250ml水中配置成溶液，把以上兩種溶液倒入三口燒瓶中溶解后加入70 mL濃氨水，攪拌25分鐘，然后磁分離5小時，用去離子水洗滌至pH=7.0,把82.02g Fe (NO3) 3.9Η20溶解于500ml水中配置成Fe (NO3) 3.9Η20溶液，把Fe (NO3) 3.9H20溶液倒入洗滌好的上述溶液中沸騰35分鐘，磁分離至自然冷卻至室溫，倒掉上層清液，用去離子水反復洗滌直至中性，在真空干燥皿中自然干燥，研磨成粉，即得納米鎳鋅鐵氧體粒子； B、取5克上述步驟所得納米鎳鋅鐵氧體粒子，加入94.47ml0.91 mol.L-1的硝酸溶液配成1.5%的鎳鋅鐵氧體Massart磁性液體,熟化6_8天； C、在燒杯中加入已制備好的Massart磁性液體加水100ml稀釋混合均勻后，將3ml3-甲基噻吩、0.8ml硫酸和Ig無水對氨基苯磺酸加入燒杯中，冰水浴3.5h,并在期間加入15%過硫酸銨溶液20ml，反應結束后磁分離，并用0.8mol/l硫酸和丙酮各洗三次后，用丙酮洗滌至PH=7，得鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子； D、取I克制備好的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子加入到有0.Sg十六烷基苯磺酸鈉、2ml 90%乙醇和8ml去離子水的混合溶液中，室溫下攪拌反應25h后，用高速離心機離心去除未能均勻分散的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子，取其上層液即得聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體。
[0010]實施例3:
一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體，其制備方法為:
A、把31.32g Fe(NO3)3.9H20、12.89g Ni (NO3) 2.6Η20、24.57g Zn (NO3) 2.6H20 溶解于250ml水中配置成溶液，再把12.24g FeSO4.7H20溶解于250ml水中配置成溶液，把以上兩種溶液倒入三口燒瓶中溶解后加入70 mL濃氨水，攪拌30分鐘，然后磁分離6小時，用去離子水洗滌至pH=7.0,把82.02g Fe (NO3) 3.9Η20溶解于500ml水中配置成Fe (NO3) 3.9Η20溶液，把Fe (NO3) 3.9Η20溶液倒入洗滌好的上述溶液中沸騰40分鐘，磁分離至自然冷卻至室溫，倒掉上層清液，用去離子水反復洗滌直至中性，在真空干燥皿中自然干燥，研磨成粉，即得納米鎳鋅鐵氧體粒子；
B、取5克上述步驟所得納米鎳鋅鐵氧體粒子，加入94.47ml0.91 mol.L-1的硝酸溶液配成2%的鎳鋅鐵氧體Massart磁性液體,熟化8天；
C、在燒杯中加入已制備好的Massart磁性液體加水100ml稀釋混合均勻后，將3ml3-甲基噻吩、0.8ml硫酸和Ig無水對氨基苯磺酸加入燒杯中，冰水浴4h,并在期間加入15%過硫酸銨溶液20ml，反應結束后磁分離，并用0.8mol/l硫酸和丙酮各洗三次后，用丙酮洗滌至PH=7，得鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子；
D、取I克制備好的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子加入到有0.Sg十六烷基苯磺酸鈉、2ml 90%乙醇和8ml去離子水的混合溶液中，室溫下攪拌反應26h后，用高速離心機離心去除未能均勻分散的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子，取其上層液即得聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體。
[0011]實施例4:
一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體，其制備方法為:
A、把 31.32g Fe(NO3)3.9H20、12.89g Ni (NO3) 2.6Η20、24.57g Zn (NO3) 2.6H20 溶解250ml水中配置成溶液，再把12.24g FeSO4.7H20溶解于250ml水中配置成溶液，把以上兩種溶液倒入三口燒瓶中溶解后加入70 mL濃氨水，攪拌18分鐘，然后磁分離3小時，用去離子水洗滌至pH=7.0,把82.02g Fe (NO3) 3.9Η20溶解于500ml水中配置成Fe (NO3) 3.9Η20溶液，把Fe (NO3) 3.9Η20溶液倒入洗滌好的上述溶液中沸騰25分鐘，磁分離至自然冷卻至室溫，倒掉上層清液，用去離子水反復洗滌直至中性，在真空干燥皿中自然干燥，研磨成粉，即得納米鎳鋅鐵氧體粒子；
B、取5克上述步驟所得納米鎳鋅鐵氧體粒子，加入94.47ml0.91 mol.L-1的硝酸溶液配成1%的鎳鋅鐵氧體Massart磁性液體,熟化6_8天；
C、在燒杯中加入已制備好的Massart磁性液體加水100ml稀釋混合均勻后，將3ml3-甲基噻吩、0.8ml硫酸和Ig無水對氨基苯磺酸加入燒杯中,冰水浴2h,并在期間加入15%過硫酸銨溶液20ml，反應結束后磁分離，并用0.8mol/l硫酸和丙酮各洗三次后，用丙酮洗滌至PH=7，得鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子；
D、取I克制備好的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子加入到有0.Sg十六烷基苯磺酸鈉、2ml 90%乙醇和8ml去離子水的混合溶液中，室溫下攪拌反應20h后，用高速離心機離心去除未能均勻分散的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子，取其上層液即得聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體。
[0012]實施例5:
一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體，其制備方法為:
A、把31.32g Fe(NO3)3.9H20、12.89g Ni (NO3) 2.6Η20、24.57g Zn (NO3) 2.6H20 溶解于250ml水中配置成溶液，再把12.24g FeSO4.7H20溶解于250ml水中配置成溶液，把以上兩種溶液倒入三口燒瓶中溶解后加入70 mL濃氨水，攪拌35分鐘，然后磁分離7小時，用去離子水洗滌至pH=7.0,把82.02g Fe (NO3) 3.9Η20溶解于500ml水中配置成Fe (NO3) 3.9Η20溶液，把Fe (NO3) 3.9Η20溶液倒入洗滌好的上述溶液中沸騰45分鐘，磁分離至自然冷卻至室溫，倒掉上層清液，用去離子水反復洗滌直至中性，在真空干燥皿中自然干燥，研磨成粉，即得納米鎳鋅鐵氧體粒子；
B、取5克上述步驟所得納米鎳鋅鐵氧體粒子，加入94.47ml0.91 mol.L-1的硝酸溶液配成2%的鎳鋅鐵氧體Massart磁性液體,熟化6_8天；
C、在燒杯中加入已制備好的Massart磁性液體加水100ml稀釋混合均勻后，將3ml3-甲基噻吩、0.8ml硫酸和Ig無水對氨基苯磺酸加入燒杯中,冰水浴5h,并在期間加入15%過硫酸銨溶液20ml，反應結束后磁分離，并用0.8mol/l硫酸和丙酮各洗三次后，用丙酮洗滌至PH=7，得鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子；
D、取I克制備好的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子加入到有0.Sg十六烷基苯磺酸鈉、2ml 90%乙醇和8ml去離子水的混合溶液中，室溫下攪拌反應28h后，用高速離心機離心去除未能均勻分散的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子，取其上層液即得聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體。
[0013]各個實施例制得的聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體性能如下表所示:
【權利要求】
1.一種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體，其特征為:采用共沉淀法先制備鎳鋅鐵氧體納米顆粒，隨后用所制得鎳鋅鐵氧體納米顆粒制備鎳鋅鐵氧體離子型磁性液體，再在鎳鋅鐵氧體離子型磁性液體中加入3-甲基噻吩單體和引發劑原位聚合得到聚3-甲基噻吩良好包覆納米鎳鋅鐵氧體磁性粒子，最后用鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合顆粒制備出聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體磁性粒子磁性液體。
2.—種聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體的制備方法，其特征為: 其制備方法為:
A、把31.32g Fe(NO3)3.9H20、12.89g Ni (NO3) 2.6Η20、24.57g Zn (NO3) 2.6H20 溶解于250ml水中配置成溶液，再把12.24g FeSO4.7H20溶解于250ml水中配置成溶液，把以上兩種溶液倒入三口燒瓶中溶解后加入70 mL濃氨水，攪拌20-30分鐘，然后磁分離4-6小時，用去離子水洗滌至ρΗ=7.0，把82.02g Fe(NO3)3.9Η20溶解于500ml水中配置成Fe (NO3) 3.9Η20溶液，把Fe (NO3) 3.9Η20溶液倒入洗滌好的上述溶液中沸騰30-40分鐘，磁分離至自然冷卻至室溫，倒掉上層清液，用去離子水反復洗滌直至中性，在真空干燥皿中自然干燥，研磨成粉，即得納米鎳鋅鐵氧體粒子； B、取5克上述步驟所得納米鎳鋅鐵氧體粒子，加入94.47ml0.91 mol.-1的硝酸溶液配成1-2%的鎳鋅鐵氧體Massart磁性液體,熟化6_8天； C、在燒杯中加入已制備好的Massart磁性液體加水100ml稀釋混合均勻后，將3ml3-甲基噻吩、0.8ml硫酸和1g無水對氨基苯磺酸加入燒杯中，冰水浴3-4h，并在期間加入15%過硫酸銨溶液20ml，反應結束后磁分離，并用0.8mol/l硫酸和丙酮各洗三次后，用丙酮洗滌至PH=7，得 鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子； D、取I克制備好的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子加入到有0.Sg十六烷基苯磺酸鈉、2ml 90%乙醇和8ml去離子水的混合溶液中，室溫下攪拌反應24_26h后，用高速離心機離心去除未能均勻分散的鎳鋅鐵氧體/聚3-甲基噻吩復合粒子，取其上層液即得聚3-甲基噻吩包覆納米鎳鋅鐵氧體粒子磁性液體。
【文檔編號】H01F1/36GK103632798SQ201310636021
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】樂長高, 謝宇, 潘建飛, 謝宗波, 黃彥, 李鳳, 劉福明 申請人:東華理工大學, 南昌航空大學