水基四氧化三铁磁流体的制备及其性能研究

摘要

文章中综述了磁流体的开发研究现状,详细介绍了磁流体在生物医学方面的应用,简略的回顾了磁流体的发展历史,提出了此研究中存在的问题,并展望了磁流体的发展方向.研究了水热法制备四氧化三铁纳米粉末的工艺条件,产物经X-ray衍射、TEM、粒度测定等进行检测表征分析,研究结果表明:Fe<'3+>/Fe<'2+>的值,反应物浓度、温度、时间及反应物的种类等是影响水热法制备四氧化三铁粉末性能的关键因素.并对这些影响因素的影响机理进行了分析,结果发现反应温度低于135℃,水热晶化过程相当缓慢,产物的晶型不单一,适当提高反应温度到165℃和延长反应时间可以加快水热晶化进程,并通过用加入可分解的碳酸盐来加大体系的压力的方法,得到的粉末无硬团聚现象、且产物晶化完全、粒径分布范围窄.通过优化组合,找到了最优的工艺条件:Fe<'3+>/Fe<'2+>的值为1.75,反应物浓度为(铁盐总浓度)0.05mol/L、温度为165℃、时间为7h.研究了Fe<,3>O<,4>粒子在水中的分散工艺条件,发现在弱酸性条件下,选用阴离子型表面活性剂油酸钠和非离子表面活性剂聚乙二醇共同作为磁流体的分散剂,再利用超声波分散,所制得的磁流体,其分散性和稳定性都好.所制得的水基Fe<,3>O<,4>磁流体在可见光和外加磁场的共同作用下,肉眼就可观察到明亮的磁光现象,并对此现象进行了初步研究.本项工作对今后这个领域的研究将起抛砖引玉的作用,相信不久的将来,磁流体的理论研究和应用开发工作都会取得突破性进展,得到更加广泛的应用.

目录

文摘

英文文摘

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第一章综述

1.1简介

1.2磁流体的国内外研究状况

1.3磁流体的组成

1.4磁流体的性能和可开发的产品应用

1.5磁流体的制备方法

1.6目前存在的问题

1.6.1超微磁性粒子间的稳定性

1.6.2表面活性剂的适应特性

1.6.3基液特性的局限性

1.6.4聚集作用的影响

1.7磁流体在医学上的应用

1.8本课题来源及研究意义

1.9四氧化三铁的结构与磁性

1.9.1四氧化三铁的结构

1.9.2四氧化三铁的磁性

1.9.3有关物质磁性的几个概念

第二章纳米四氧化三铁粒子的制备

2.1水热法制备纳米四氧化三铁粒子

2.1.1试剂及仪器

2.1.2制备简述

2.1.3检测及表征方法和手段

2.2结果与讨论

2.2.1 pH值的影响

2.2.2 Fe3+、Fe2+的摩尔比的影响

2.2.3反应物浓度（Fe2++Fe3+）的影响

2.2.4反应时间τ和反应温度t的影响

2.2.5添加剂的影响

2.3四氧化三铁纳米晶的性能表征

2.4本章小结

第三章Fe3O4超细粉在水中分散体系的制备

3.1纳米四氧化三铁粒子在水分散体系的制备

3.1.1制备方法简述

3.1.2试剂

3.1.3检测及表征的方法和手段

3.2结果与讨论

3.2.1 pH值的影响

3.2.2不同酸根的影响

3.2.3利用阴离了表面活性剂分散Fe3O4超细粒子

3.2.4非离子表面活性剂对分散Fe3O4粒子的影响

3.2.5磁性液体稳定性、流动性、磁性能与浓度的关系

3.3性能表征

3.4本章小结

第四章水基四氧化三铁磁流体性能的研究

4.1磁性及稳定性的测定

4.2磁性及稳定性机理的探索

4.3磁光特性的研究

第五章结论

第六章存在的问题

参考文献

致谢