以柴油为基液制备纳米磁性液体的研究!
张金升&!尹衍升$!张银燕$!马来鹏$!张淑卿%
!&A山东交通学院土木工程系"山东济南$=’’$%#
$A山东大学教育部液态结构及遗传性重点实验室"工程陶瓷山东省重点实验室"山东济南$=’’9&#
%A山东省立医院普外科"山东济南$=’’’&$
摘"要!"磁性液体具有广泛的应用!但文献中对有机基液型磁
性液体的报道较少!且仅限于煤油和二酯等几个品种"本文研
究了利用柴油为基液制备磁性液体的工艺!对制得的磁性液体
进行了性能检测和扫描电镜#!^)$及透射电镜#]^)$表征!对
实验过程进行了分析和讨论!探讨了制备过程中应注意的几个
问题"
关键词!"纳米O*
%#;"磁性液体"柴油"油酸"!^)"]^)
中图分类号!"])$(&""""文献标识码!2
文章编号!&’’&1:(%&#$’’;$’&1’’%(1’%
&"引"言
纳米磁性液体是纳米磁性微粒包覆一层表面活性剂后均匀分布在基液中而形成的一种具有独特性能的液态纳米材料%它不但具有磁性"而且具有流动性"是液态体系&纳米材料和现代磁性材料的有机结合"具有其它常规和高技术材料都不具备的优异性能’&!=(%在航空航天&电子技术&机械化工&生物医药&信息技术等高新技术领域得到广泛应用"其中磁流体密封是其应用的重要方面%该方面的研究"水基磁液报道的较多’=!&=("这类磁液可有效地用于气体密封"但用它进行液体密封则较困难%对液体介质的动密封"以油基及酯基磁液较好"但这方面的报道较少"且仅限于煤油基&二酯基等几个品种’&9!&:("以柴油为基液制备纳米磁性液体的研究尚未见报道%从性能和指标上来看"柴油种类和标号更多"用其制作纳米磁性液体可得到更多的品种"因而应用更广泛"更适合于液体介质的密封%
$"研究方案和技术路线
$A&"研究方案
实验的基本思路和设计方案为)以湿化学共沉法的基本原理为基础"通过基液置换法制备柴油基纳米磁性液体"检测其各
项性能并以!^)对其显微结构进行表征%对于O*
%#;纳米磁
性液体"其基本化学反应为)
$O*%J J O*$J J T#D000
W O*%#;J;D$#
""方案&)首先制备出被表面活性剂包覆良好的纳米磁性粒子"再将此种粒子均匀分散在柴油中"制得稳定性良好的柴油基纳米磁性液体%
方案$)首先制备初级纳米磁性粒子"对此粒子洗涤净化"然后将其在溶有表面活性剂的柴油中进行分散和包覆"制得稳定性良好的柴油基纳米磁性液体%$A$"技术路线
$A$A&"采用的技术路线方案!&$
原材料准备(制备反应前驱体溶液(纳米磁性微粒制备(纳米微粒包覆(磁性微粒洗涤(磁性微粒分离(柴油中分散(调整柴油基磁液性能(磁液检测和表征%
$A$A$"采用的技术路线方案!$$
原材料准备(制备反应前驱体溶液(纳米磁性微粒制备(磁性微粒洗涤(磁性微粒分离(溶有表面活性剂的柴油中分散(纳米微粒包覆(柴油基磁液(磁液检测和表征%
%"实验过程
方法!&$)分别配制’A;@/7*5=’@7O*.7
%
和%’@7O*.7
$
水溶液"将两种溶液混合搅拌"然后在封闭环境下边充分搅拌边滴
加$=Y\D
;#D
溶液(A=!T@7"与此同时"当溶液出现棕色混浊时开始滴加’A$!’A=@7油酸表面活性剂"掌握油酸滴定速度
在\D
;#D
滴至9!9A=@7时正好滴完"然后继续滴加\D
;#D 至滴定终了"继续充分搅拌%’@","超声波分散&0&静置"溶液中
的粒子在过量\D
;#D
作用下沉淀"倾出上层清液"并用去离子水洗涤沉淀%!=次"最后在湿沉淀中注入T’@7柴油"充分搅拌%’@","超声波分散&0%混合液体静置沉降"上层液体即为包覆有油酸表面活性剂的柴油基纳米磁性液体%
方法!$$)按方法!&$实验进行至洗涤完毕"然后湿沉淀中注入&’’@7去离子水"搅拌%’@","调整L D值为酸性"超声波分散&0"静置"上层液体即为包覆良好的水基纳米磁性液体%将此水基纳米磁性液体在真空干燥器中烘干"烘干后的颗粒研碎"加入&’’@7柴油"充分搅拌%’@","超声波分散&0"静置"上层液体即为包覆有油酸表面活性剂的柴油基纳米磁性液体%
方法!%$)分别配制’A;@/7*5=’@7O*.7
%
和%’@7O*.7
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水溶液"将两种溶液混合搅拌"然后在封闭环境下边充分搅拌边滴
加$=Y\D
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溶液(A=!T@7"继续充分搅拌%’@","静置"溶
液中的粒子在过量的\D
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作用下沉淀"倾出上层清液"并用去离子水洗涤沉淀%!=次"最后在湿沉淀中注入溶有’A=@7油酸表面活性剂的T’@7柴油"充分搅拌%’@","超声波分散&0%混合液体静置沉降"上层液体即为包覆有油酸表面活性剂的柴油基纳米磁性液体%
方法!;$)按方法!&$"洗涤过程中最后一次采用乙醇洗涤"其它步骤同方法!&$%
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张金升等)以柴油为基液制备纳米磁性液体的研究
!基金项目!国家自然科学资助项目!=’$;$’’T$
收稿日期!$’’%1’&1$("""通讯作者!张金升
作者简介!张金升"!&:=T W$"男"山东济南人"高级工程师"在读博士"先后从事生产&教学&科研&设计&技术服务等多种工作"发表论文=’余篇"主持完成科研项目$’余项"国家专利%项"从事功能陶瓷和磁性液体研究%
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