二氧化硅包裹磁性粒子的制備（Fe@SiO2）

  由于磁性粒子之間的相互作用力較強(qiáng)，磁性粒子很容易團(tuán)聚，通過(guò)控制工藝用二氧化硅包裹此類粒子可以調(diào)節(jié)磁性粒子的膠體穩(wěn)定性。從幾何學(xué)上講核殼材料的巨大的優(yōu)勢(shì)是作為殼層的膠體材料的穩(wěn)定性將由殼層的厚度來(lái)決定，兩個(gè)核殼磁性復(fù)合粒子之間的作用將只由兩個(gè)粒子的范德華力和磁力來(lái)決定，這種范德華力與粒子內(nèi)距離的六次方成反比，而磁力與距離的二次方成反比。由于二氧化硅的高度穩(wěn)定性，因此，制備薄層的二氧化硅包裹膜可以減小核層材料的范德華力和磁力，而增加核層材料的穩(wěn)定性，可以制備高分散的材料。

  利用傳統(tǒng)的Stober方法（采用TEOS 的原始水解與聚合)去包裹α-Fe2O3。他們先用FeCl3和 NaH2PO4在耐熱玻璃瓶中100°℃下反應(yīng)，生成紡錘狀α -Fe2O3，在2-丙醇，水和氨水的混合液中用超聲波分散α-Fe2O3，然后滴入TEOS，生成了均勻包裹的二氧化硅包裹α-Fe2O3粒子。采用了硅酸的聚合與 Stober方法包裹了超磁納米晶體和納米棒。人們采用其他一些表面基團(tuán)作前驅(qū)物二氧化硅包裹了一些磁性體。包裹了磁性體而控制磁性能。又直接包裹赤鐵礦石的方法制得了Fe@SiO2復(fù)合粒子。制備二氧化硅包裹赤鐵礦石粒子后，將其置于450℃的爐子中，通入H2，核層還原為納米鐵。爐中高溫使SiO2殼層的孔密封，因此可以防止了金屬核的進(jìn)一步氧化。

圖1二氧化硅包裹鈷納米粒子的TEM照片

  對(duì)于包裹磁性氧化物粒子，由于粒子表面有氧原子，容易與二氧化硅結(jié)合而形成二氧化硅包裹層，但是，包裹磁性金屬由于表面缺少與二氧化硅結(jié)合的化合鍵則困難得多，因此需要對(duì)金屬粒子表面改性。用改性包裹金納米粒子的方法包裹了鈷納米粒子[見(jiàn)圖1]。在氮?dú)夥障拢门饸浠{在不同濃度的檸檬酸溶液中還原氯化鈷制得鈷納米粒子，加入APS 與 TEOS摩爾比為1:9的溶液，在水與乙醇溶液中，APS 吸附到鉆納米粒子表面上，然后 TEOS聚合在鈷納米粒子表面生成了二氧化硅包裹層。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)APS 與TEOS 減少到一定量后，則看不到復(fù)合粒子，這意味著二氧化硅沒(méi)有包裹到鉆納米粒子上。而且隨著檸檬酸與氯化鈷量的增大，得到的鈷粒子粒徑逐漸減小而包裹層對(duì)應(yīng)也逐漸減少，作者還研究了核殼粒子的磁性能，Co@SiO2粒子在很低的外加磁場(chǎng)下即達(dá)到飽和。在700°℃下磁性能消失，在400°℃和 500°℃時(shí)飽和磁化強(qiáng)度達(dá)到更高。

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