共沉淀法制备磁性液体

共沉淀法制备磁性液体

论文摘要

磁性液体是由表面活性剂包覆磁性颗粒,然后弥散于基载液中形成的稳定胶体溶液。磁性液体不仅具有强磁性,还具有流动性。磁性液体已经在航天航空、电子、化工、机械、能源、冶金、仪表、环保、医疗等各个领域得到广泛应用。本文采用改进的化学共沉淀法制备了Fe3O4和CoFe2O4磁性液体。在不用氮气保护的条件下,利用氨水作为沉淀剂采用共沉淀法制备出纳米Fe3O4;利用氢氧化钠作为沉淀剂制备了纳米CoFe2O4。讨论了沉淀剂种类、用量、投料比、反应温度、反应时间等因素对磁性颗粒粒径的影响。采用正交实验分析投料比、反应温度、反应时间对Fe3O4粒径的影响,确定了制备Fe3O4和CoFe2O4颗粒的最佳王艺条件。将制备的Fe3O4和CoFe2O4颗粒在搅拌作用下结合磁铁清洗至中性,包覆表面活性剂后分散在基载液中,制备出磁性液体。探讨了表面活性剂种类的选择及其用量、改性温度、改性时间、酸碱条件、超声波分散作用、离心分离等对磁性液体的影响。通过差热分析(DTA)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)等检测手段对所得的磁性颗粒和磁性液体的纯度、改性效果、分散性和形貌、团聚情况、晶粒尺寸计算、样品的比饱和磁化强度等相关性能进行检测。对磁性液体的物理性质如密度、粘度也进行了测定。本文利用磁性液体中总铁Fe[x]含量来表示磁性液体的稳定性,采用SnCl2-TiCl3还原—K2Cr2O7滴定法测定磁性液体中的总铁Fe[x],该法环保,操作简便。讨论了重力、离心力、存放条件等对磁性液体中总铁Fe[x]含量的影响,进而讨论了对磁性能的影响。另外本文对磁性液体作为胶体所发生的特殊光学现象——丁达尔现象进行了观测,发现磁性颗粒越小,丁达尔现象越明显。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 绪论
  • 第一章 实验方法
  • 1.1 实验药品
  • 1.2 实验仪器及设备
  • 1.3 测试与表征方法
  • 1.3.1 X射线衍射分析及原理
  • 1.3.2 扫描电镜
  • 1.3.3 红外光谱分析
  • 1.3.4 磁性能测试
  • 1.3.5 热分析
  • 1.3.6 磁性液体密度的测定
  • 1.3.7 磁性液体粘度的测定
  • 1.4 磁性液体的制备流程
  • 本章小结
  • 3O4磁性颗粒的制备及表征'>第二章 纳米Fe3O4磁性颗粒的制备及表征
  • 3O4结构'>2.1 Fe3O4结构
  • 3O4的生成条件'>2.2 Fe3O4的生成条件
  • 3O4颗粒生成机理探讨'>2.3 Fe3O4颗粒生成机理探讨
  • 3O4颗粒制备过程'>2.4 Fe3O4颗粒制备过程
  • 2.4.1 溶液的配制
  • 2.4.2 沉淀剂的选择
  • 2.4.3 沉淀剂用量对产物的影响
  • 2.5 正交实验
  • 2.5.1 正交实验设计
  • 2.5.2 正交实验的安排
  • 2.5.3 正交实验的直观分析
  • 2.6 讨论与分析
  • 2+/Fe3+的影响'>2.6.1 投料比Fe2+/Fe3+的影响
  • 2.6.2 温度的影响
  • 2.6.3 反应时间的影响
  • 3O4的表征'>2.7 磁性Fe3O4的表征
  • 3O4粒子的SEM图'>2.7.1 纳米Fe3O4粒子的SEM图
  • 3O4粒子的XRD谱图'>2.7.2 纳米Fe3O4粒子的XRD谱图
  • 3O4粒子的DTA曲线'>2.7.3 Fe3O4粒子的DTA曲线
  • 本章小结
  • 2O4磁性颗粒的制备'>第三章 纳米CoFe2O4磁性颗粒的制备
  • 3.1 尖晶石型铁氧体结构
  • 2O4的制备过程'>3.2 CoFe2O4的制备过程
  • 3.3 沉淀剂的选择
  • 3.4 沉淀剂用量
  • 3.5 反应温度的影响
  • 3.6 反应时间的影响
  • 2O4样品的表征'>3.7 CoFe2O4样品的表征
  • 2O4的SEM图'>3.7.1 CoFe2O4的SEM图
  • 2O4 的XRD谱图'>3.7.2 CoFe2O4的XRD谱图
  • 本章小结
  • 第四章 磁性液体的制备及性能测试
  • 4.1 磁性液体的制备过程
  • 4.2 油基磁性液体的制备
  • 4.2.1 表面活性剂选择
  • 4.2.2 表面活性剂的用量
  • 4.2.3 磁性粒子的表面状况影响
  • 4.2.4 改性温度和时间的影响
  • 4.2.5 pH值的影响
  • 4.2.6 表面活性剂改性的IR分析
  • 4.2.7 包覆油酸的磁性粒子的TG分析
  • 4.2.8 包覆油酸的磁性粒子的SEM图
  • 4.2.9 超声波分散
  • 4.3 水基磁性液体的制备
  • 4.3.1 表面活性剂的选择
  • 4.3.2 表面活性剂的用量
  • 3O4的IR光谱图'>4.3.3 月桂酸包覆的Fe3O4的IR光谱图
  • 4.4 磁性液体的性能测试
  • 4.4.1 国内外磁性液体种类及特性
  • 4.4.2 磁性液体的稳定性
  • 4.4.3 磁性液体的稳定性分析
  • 4.4.4 磁性液体的磁性
  • 4.4.5 磁性液体的磁性测试
  • 4.4.6 磁性液体的密度和粘度
  • 4.4.7 丁达尔现象的观测
  • 4.5 乙二醇基磁性液体的制备
  • 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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