一种分步组装制备聚苯胺衍生物包裹纳米磁性颗粒的磁性液体的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种分步组装制备聚苯胺衍生物包裹纳米磁性颗粒的磁性液体的制备方法。本发明在Massart磁性液体的弥散环境中，通过原位聚合法聚合邻氨基苯甲酸及苯胺单体达到聚苯胺衍生物成化学键牢固包裹Massart磁性液体中Fe3O4纳米颗粒的效果，具体先制备Massart磁性液体，再采用邻氨基苯甲酸先对Fe3O4纳米颗粒表面进行修饰，接着加入苯胺单体聚合形成聚苯胺衍生物，最后在Fe3O4/聚苯胺衍生物复合颗粒表面接上十二烷基苯磺酸，利用其烷烃基亲非极性的特点稳定分散于非极性基载液中，制备出聚苯胺衍生物包裹Fe3O4磁性颗粒的磁性液体。该磁性液体在规律性变化磁场作用下，其光电性能方面也会产生规律性变化，即最终可通过调节磁场强度达到可控调节其在光电方面的性能指标的目的，在磁性液体的研究中开辟出了一个新颖的可供研究的小分支，具有很重要的研究及应用价值。
【专利说明】一种分步组装制备聚苯胺衍生物包裹纳米磁性颗粒的磁性液体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种导电聚合物包裹纳米磁性颗粒的磁性液体的制备方法，尤其涉及一种分步组装制备聚苯胺衍生物包裹纳米磁性颗粒磁性液体的制备方法。
[0002]
技术背景
[0003]磁性液体是指尺寸量级小于单磁畴的纳米磁性颗粒高度弥散于液态基载液中而构成的一种高稳定性的胶体溶液，一般的磁性液体的分散剂是有机高分子链，不具备特殊的性能，而磁性液体中一旦在原先的纳米磁性颗粒和分散剂衔接处包裹上一层有机半导体后，一种新型的有机无机杂化磁性液体便应运而生，有机半导体通过与磁性液体有机结合后，有机半导体的性能便可通过调节磁场强度来使磁性液体具备规律性的光电性能变化，因此该类新型磁性液体在微光器件和光子晶体等领域的应用上具有巨大潜力。
[0004]但是这类磁性液体的制备需要克服三个难点:一是导电聚合物包裹磁性纳米颗粒的稳定性；二是导电聚合物包裹层的尺寸量级控制；三是包裹后的纳米磁性颗粒如何稳定分散于基载液中。本发明正是基于克服以上三个难点，制备得聚苯胺衍生物包裹Fe3O4磁性颗粒磁性液体。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种分步组装制备聚苯胺衍生物包裹纳米磁性颗粒磁性液体的制备方法，目前存在的磁性液体其磁性颗粒表面均是普通的有机长链分子。除一些磁性液体具备的基本特征外，没有其他独特的特征。本发明使用分步组装制备由聚苯胺衍生物包裹纳米磁性颗粒的磁性液体，其制备方法为:
(I)制备过程:
A、将配置好的Fe (NO3) 3.9H20溶液和FeSO4.7H20溶液倒入三口烧瓶中，混匀后快速加氨水，快速搅拌，然后磁分离，再用去离子水洗涤至PH=7.0，倒掉上清液留沉淀物，将配置好的Fe(NO3)3.9H20溶液倒入上述沉淀物中沸腾30分钟停止，磁分离至自然冷却，倒掉上层清液，用丙酮和去离子水反复洗涤直至中性，沉淀物过滤后放在真空干燥皿中干燥，再研磨成粉，即得纳米Fe3O4粒子。
[0006]B、取上述纳米Fe3O4粒子，加酸配置成Massart磁性液体，放置熟化两周时间。
[0007]C、将苯胺、邻氨基苯甲酸加入熟化好的Massart磁性液体，再加入溶有过硫酸铵的盐酸搅拌反应6小时，产物除杂提纯得聚苯胺衍生物包裹的Fe3O4/聚苯胺衍生物复合颗粒。
[0008]D、将Fe3O4/聚苯胺衍生物复合颗粒加入溶有十二烷基苯磺酸的非极性基载液中机械搅拌6小时，然后离心5分钟取上层液体，即为聚苯胺衍生物包裹Fe3O4磁性颗粒磁性液体。[0009](2)所述的九水硝酸铁、七水硫酸亚铁、氨水、硝酸、邻氨基苯甲酸、盐酸、苯胺、过硫酸铵、十二烷基苯磺酸、无水乙醇的摩尔比依次为:10-12.7:2:5:18.75:1:10:0.74:2:0.69: 1 ο
[0010]本发明的有益效果:本发明通过先制备Massart磁性液体，再原位聚合反应使邻氨基苯甲酸、苯胺聚合成聚苯胺衍生物后达到通过化学键牢固的包裹在磁性纳米颗粒上的效果，通过数学计算苯胺单体数量，精确控制用量，防止苯胺聚合度超过磁性液体所能承载的尺寸量级，从而达到控制Fe3O4/聚苯胺衍生物复合颗粒粒径的效果；采用十二烷基苯磺酸作为表面活性剂和掺杂剂增加其亲非极性基载液性。从而获得磁性液体。
【具体实施方式】
[0011]实施例1:
A、将配置好的 250ml Fe(NO3)3.9Η20 (31.32g)溶液和 250ml FeSO4.7Η20(12.24g)溶液倒入三口烧瓶中溶解后快速加入50ml浓氨水(25-28%)，快速搅拌，然后磁分离，再用去离子水洗涤至PH=7.0，倒掉上清液留沉淀物，将配置好的500ml Fe (NO3) 3.9Η20 (57.91g)溶液倒入洗涤好的上述沉淀物中沸腾30分钟停止，磁分离至自然冷却，倒掉上层清液，用丙酮和去离子水反复洗涤直至中性，在真空干燥皿中自然干燥，研磨成粉，即得纳米Fe3O4粒子。
[0012]B、取上述纳米Fe3O4粒子5g，加94.47ml硝酸(0.91 mo 1.L—1)配置成1%体积分数的Massart磁性液体，放置熟化两周时间。
[0013]C、将1.5ml苯胺、3g邻氨基苯甲酸加入熟化好的Massart磁性液体,再加入溶有IOg过硫酸铵的200ml盐酸(0.1 mol.L-1)中搅拌反应6小时，产物除杂提纯得聚苯胺衍生物包裹的Fe304/聚苯胺衍生物复合颗粒。
[0014]D、将复合颗粒加入溶有6ml十二烷基苯磺酸的30ml乙酸乙酯中机械搅拌6小时，然后离心5分钟取上层液即为聚苯胺衍生物包裹Fe3O4磁性颗粒磁性液体。
[0015]实施例2:
A、将配置好的 250ml Fe(NO3)3.9Η20 (31.32g)溶液和 250ml FeSO4.7Η20(12.24g)溶液倒入三口烧瓶中溶解后快速加入50ml浓氨水(25-28%)，快速搅拌，然后磁分离，再用去离子水洗涤至PH=7.0，倒掉上清液留沉淀物，将配置好的500ml Fe (NO3) 3.9Η20 (82.02g)溶液倒入洗涤好的上述沉淀物中沸腾30分钟停止，磁分离至自然冷却，倒掉上层清液，用丙酮和去离子水反复洗涤直至中性，在真空干燥皿中自然干燥，研磨成粉，即得纳米Fe3O4粒子。
[0016]B、取上述纳米Fe3O4粒子5g，加94.47ml硝酸(0.91 mol.L—1)配置成1%体积分数的Massart磁性液体，放置熟化两周时间。
[0017]C、将1.5ml苯胺、3g邻氨基苯甲酸加入熟化好的Massart磁性液体,再加入溶有IOg过硫酸铵的200ml盐酸(0.1 mol.L-1)中搅拌反应6小时，产物除杂提纯得聚苯胺衍生物包裹的Fe304/聚苯胺衍生物复合颗粒。
[0018]D、将复合颗粒加入溶有6ml十二烷基苯磺酸的30ml乙酸乙酯中机械搅拌6小时，然后离心5分钟取上层液即为聚苯胺衍生物包裹Fe3O4磁性颗粒磁性液体。
[0019]实施例3:
A、将配置好的 250ml Fe(NO3)3.9Η20 (31.32g)溶液和 250ml FeSO4.7Η20(12.24g)溶液倒入三口烧瓶中溶解后快速加入50ml浓氨水(25-28%)，快速搅拌，然后磁分离，再用去离子水洗涤至PH=7.0，倒掉上清液留沉淀物，将配置好的500ml Fe (NO3) 3.9Η20 (57.91g)溶液倒入洗涤好的上述沉淀物中沸腾30分钟停止，磁分离至自然冷却，倒掉上层清液，用丙酮和去离子水反复洗涤直至中性，在真空干燥皿中自然干燥，研磨成粉，即得纳米Fe3O4粒子。
[0020]B、取上述纳米Fe3O4粒子5g，加94.47ml硝酸(0.91 mol.1)配置成1%体积分数的Massart磁性液体，放置熟化两周时间。
[0021]C、将1.5ml苯胺、3g邻氨基苯甲酸加入熟化好的Massart磁性液体,再加入溶有IOg过硫酸铵的200ml盐酸(0.1 mol.1)中搅拌反应6小时，产物除杂提纯得聚苯胺衍生物包裹的Fe304/聚苯胺衍生物复合颗粒。
[0022]D、将复合颗粒加入溶有6ml十二烷基苯磺酸的35ml乙酸乙酯中机械搅拌6小时，然后离心5分钟取 上层液即为聚苯胺衍生物包裹Fe3O4磁性颗粒磁性液体。
【权利要求】
1.一种分步组装制备聚苯胺衍生物包裹纳米磁性颗粒的磁性液体，其特征在于: (1)制备过程: A、将配置好的Fe(NO3) 3.9H20溶液和FeSO4.7H20溶液倒入三口烧瓶中，混匀后快速加氨水，快速搅拌，然后磁分离，再用去离子水洗涤至PH=7.0，倒掉上清液留沉淀物，将配置好的Fe(NO3)3.9H20溶液倒入上述沉淀物中沸腾30分钟停止，磁分离至自然冷却，倒掉上层清液，用丙酮和去离子水反复洗涤直至中性，沉淀物过滤后放在真空干燥皿中干燥，再研磨成粉，即得纳米Fe3O4粒子； B、取上述纳米Fe3O4粒子，加酸配置成Massart磁性液体，放置熟化两周时间； C、将苯胺、邻氨基苯甲酸加入熟化好的Massart磁性液体，再加入溶有过硫酸铵的盐酸搅拌反应6小时，产物除杂提纯得聚苯胺衍生物包裹的Fe3O4/聚苯胺衍生物复合颗粒； D、将Fe3O4/聚苯胺衍生物复合颗粒加入溶有十二烷基苯磺酸的非极性基载液中机械搅拌6小时，然后离心5分钟取上层液体，即为聚苯胺衍生物包裹Fe3O4磁性颗粒磁性液体； (2)所述的九水硝酸铁、七水硫酸亚铁、氨水、硝酸、邻氨基苯甲酸、盐酸、苯胺、过硫酸铵、十二烷基苯磺酸、无水乙醇的摩尔比依次为:10-12.7:2:5:18.75:1:10:0.74:2:.0.69: I ο
【文档编号】C08G73/02GK103745794SQ201410016751
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】谢宇, 潘建飞, 张秋根, 李明俊, 黄彦, 李凤 申请人:南昌航空大学