一种由磁性核和硅酸镁纳米片壳层组成的芯壳结构微纳米球的制备方法

摘要

本发明公开了一种由磁性四氧化三铁芯核和硅酸镁纳米片壳层组成的芯壳结构微纳米球制备方法及用途，方法为：首先制备出单分散的四氧化三铁纳米球，其次通过在四氧化三铁纳米球的表面覆盖一层氧化硅，生成芯壳结构Fe3O4@SiO2微米球，表面覆盖的氧化硅不仅起着模板诱导的作用，而且还作为这种芯壳结构的反应原料；最后，通过微波水热的过程，氧化硅在稳定的碱性条件下溶解生成硅酸根，硅酸根和镁离子在四氧化三铁纳米球的表面发生反应生成相互交错的硅酸镁纳米片，因此，可以得到由磁性核和硅酸镁纳米片壳层组成的芯壳结构微纳米球。本发明可广泛地用于污水治理、分子筛、药物载体、气体吸收与分离以及催化方面，该方法具有成本低廉，环保，产物均匀，方法简单等优点。

主权项

一种由磁性核和硅酸镁纳米片壳层组成的芯壳结构微纳米球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）单分散四氧化三铁纳米球的制备：将4.0‑6.0mmol的六水氯化铁和3.0‑4.0g的醋酸钠加入40‑50ml的乙二醇溶液，搅拌1‑2h形成混合均匀的溶液，紧接着加入1.0‑2.0g聚乙烯，搅拌30‑40min，加热上述溶液至180‑200℃并保温7‑8h；反应完毕，自然冷却，取出反应产物，用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后将产物放入干燥箱，在65‑75℃干燥5‑8小时，即得产物单分散四氧化三铁纳米球；   （2）芯壳结构Fe₃O₄@SiO₂微纳米球制备：将0.1‑0.3g Fe₃O₄纳米球放到20‑30ml去离子水中超声至其分散均匀，紧接着再加入80‑100ml无水乙醇和3.0‑4.0ml浓氨水，搅拌，至上述溶液混合均匀；接着再逐滴加入2.0‑3.0ml正硅酸乙酯，在室温下搅拌5‑6h；反应完毕，分离出反应产物，用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后将产物在65‑75℃干燥5‑8小时，即得产物芯壳结构Fe₃O₄@SiO₂微纳米球；（3）磁性芯核和硅酸镁纳米片壳层组成的芯壳结构微纳米球的制备：将0.70‑0.80mmol六水氯化镁和8‑10mmol氯化铵加入30‑40ml去离子水中，搅拌至均匀形成透明溶液，接着再加入0.8‑1.0ml浓氨水；然后0.08‑0.10gFe₃O₄@SiO₂微米球和15‑20ml去离子水混合加入上述溶液超声至均匀分散，加热上述溶液至150‑160℃并保温30‑40min；反应完毕，自然冷却，取出反应产物，用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后将产物在65‑75℃干燥5‑8小时，即得最终产物四氧化三铁磁性芯核和硅酸镁纳米片壳层组成的芯壳结构微纳米球。