粒子的粒徑為1-5 ym ; 磁性復合材料A3具有核殼結構，其在化3〇4表面形成厚度約100皿的無定型SiO 2包覆層， 并且磁性核由2-50個化3〇4粒子構成；包覆后的材料表面光滑，顆粒邊緣和角點不再突出， 較為圓潤；分析由震動樣品磁強計測試得到的磁性復合材料A3的磁滯回線，可知其比飽和 磁化強度為56. 8emu/g ;由XRD譜圖可知，制備所得材料的核W化3〇4晶體形式存在，SiO 2 W 無定型形式存在。 陽077] 另外，二氧化娃的包覆率如表1所示。 陽〇7引對比例1 陽0巧]稱取Ig粒徑為50皿的化3〇4粒子放入S 口燒瓶，加入40ml的去離子水，加入40ml 無水乙醇，加入0.1mol/L的十二烷基橫酸鋼水溶液30ml，50°C水浴攬拌30min。加入6ml 的氨水和6ml的NazSiOs，反應化后停止攬拌，去離子水洗涂后干燥得到材料D1。
[0080] 基于實施例1中相同的測定可知，對比例1中使用的化3〇4粒子的粒徑為5〇nm ;對 比例得到的材料D1的結構為核殼結構Si化包覆納米化3〇4;分析由震動樣品磁強計測試對 比例1得到的材料D1的磁滯回線，可知其比飽和磁化強度為24. 6emu/g。
[0081] 另外，二氧化娃的包覆率如表1所示。
[0082] 表 1
[0083]
[0084] 通過上述實施例1可知，本發明的核殼結構的磁性復合材料A1是在400°C條件 下賠燒4小時后而得到的材料，400°C賠燒后得到的磁性復合材料A1的比飽和磁化強度為 53. 2emu/g，說明其在高溫下（例如400°C的條件下）依然具有較高的磁性。另外，結合其它 的實施例可知，按照本發明的制備方法得到的磁性復合材料具有核殼結構，其通過二氧化 娃包覆微米級別的四氧化Ξ鐵磁性粒子，不僅能夠大大提高磁性復合材料的化學穩定性和 抗氧化性，并且能夠有效地保持復合材料的磁性，使得其在高溫條件下依然具有較高磁性。
[0085] 此外，對比例1是采用納米化304粒子制備核殼結構SiO 2包覆納米化3〇4,其在未經 歷高溫的情況下，比飽和磁化強度僅為24. 6emu/g。由此可見，按照本發明的制備方法得到 的磁性復合材料具有極高的化學穩定性和抗氧化性，能夠有效地保持復合材料的磁性，并 且在高溫條件下依然具有較高磁性。
[0086] 此外，由于本發明能夠使用四氧化Ξ鐵微米粒子作為磁性核，相比W納米粒子作 為磁性核，其來源廣泛，使得本發明的具有核殼結構的磁性復合材料易于進行工業生產。并 且，本發明的具有核殼結構的磁性復合材料的制備方法中，能夠通過磁分離法進行分離，大 大地降低了分離的難度，易于進行工業生產。
[0087] 此外，根據本發明的具有核殼結構的磁性復合材料的制備方法具有較高的包覆 率。
[0088] 此外，通過上述表1的數據可表明本發明的磁性復合材料的四氧化Ξ鐵磁性核被 二氧化娃形成的殼層致密包覆。
[0089] W上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中 的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可W對本發明的技術方案進行多種簡單變型，運 些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0090] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛 盾的情況下，可W通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0091] 此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可W進行任意組合，只要其不違背本 發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【主權項】
1. 一種具有核殼結構的磁性復合材料，其特征在于，該磁性復合材料由四氧化三鐵磁 性核和二氧化硅形成的殼層組成，其中，二氧化硅形成的無定型致密殼層包覆四氧化三鐵 磁性核，所述四氧化三鐵磁性核為單個的四氧化三鐵微米粒子，或者為2個以上的四氧化 三鐵微米粒子的團聚體。2. 根據權利要求1所述的磁性復合材料，其中，所述四氧化三鐵磁性核為2個以上的四 氧化三鐵微米粒子的團聚體。3. 根據權利要求2所述的磁性復合材料，其中，所述四氧化三鐵磁性核為2-200個四氧 化三鐵微米粒子的團聚體； 優選地，所述四氧化三鐵磁性核為2-100個四氧化三鐵微米粒子的團聚體； 更優選地，所述四氧化三鐵磁性核為2-50個四氧化三鐵微米粒子的團聚體； 進一步優選地，所述四氧化三鐵磁性核為5-50個四氧化三鐵微米粒子的團聚體。4. 根據權利要求1-3中任意一項所述的磁性復合材料，其中，所述四氧化三鐵微米粒 子的粒徑為l_20um ; 優選地，所述四氧化三鐵微米粒子的粒徑為l_20um ; 更優選地，所述四氧化三鐵微米粒子的粒徑為l-15um ; 進一步優選地，所述四氧化三鐵微米粒子的粒徑為l-l〇um。5. 根據權利要求4所述的磁性復合材料，其中，所述二氧化硅形成的殼層的厚度為 0. 01-0. 5um ； 優選地，所述二氧化娃形成的殼層的厚度為0. 01-0. 3um ; 更優選地，所述二氧化娃形成的殼層的厚度為0. 02-0. 25um ; 進一步優選地，所述二氧化娃形成的殼層的厚度為0. 1-0. 25um。6. -種具有核殼結構的磁性復合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟： 1) 將四氧化三鐵微米粒子與無機酸進行第一接觸，并從第一接觸后的產物中分離出接 觸后的四氧化三鐵微米粒子； 2) 在乙醇水溶液中，將步驟1)得到的接觸后的四氧化三鐵微米粒子與氨水和硅源進 行第二接觸，并從第二接觸后的產物中分離出固相產物； 3) 將步驟2)得到的固相產物進行焙燒。7. 根據權利要求6所述的方法，其中，所述四氧化三鐵微米粒子的粒徑為l-20um ; 優選地，所述四氧化三鐵微米粒子的粒徑為l_20um ; 更優選地，所述四氧化三鐵微米粒子的粒徑為l-15um ; 進一步優選地，所述四氧化三鐵微米粒子的粒徑為l-l〇um。8. 根據權利要求6所述的方法，其中，所述無機酸為鹽酸、硝酸和硫酸中的一種或多 種。9. 根據權利要求8所述的方法，其中，所述無機酸的濃度為0. 05-lmol/L。10. 根據權利要求6所述的方法，其中，從第一接觸后的產物中分離出接觸后的四氧化 三鐵微米粒子的方法為磁分離法。11. 根據權利要求6所述的方法，其中，所述第一接觸的條件包括：接觸的溫度為 15-85°C，接觸的時間為1分鐘以上。12. 根據權利要求6所述的方法，其中，步驟2)中，所述乙醇水溶液中的乙醇和水的體 積比為0. 1_50 :1。13. 根據權利要求12所述的方法，其中，步驟2)中，所述乙醇水溶液與四氧化三鐵微米 粒子的重量比為20-500 :1。14. 根據權利要求12或13所述的方法，其中，步驟2)中，所述乙醇水溶液與氨水的體 積比為20-100 :1，且所述氨水的濃度為20-30重量％。15. 根據權利要求12或13所述的方法，其中，步驟2)中，所述硅源為正硅酸四乙酯、硅 溶膠和硅酸鉀中的一種或多種。16. 根據權利要求15所述的方法，其中，步驟2)中，所述硅源與所述四氧化三鐵微米粒 子的摩爾比為0. 01-100 :1。17. 根據權利要求6所述的方法，其中，步驟2)中，所述第二接觸的條件包括：接觸的 溫度為15-85°C，接觸時間為0. 1-12小時。18. 根據權利要求6所述的方法，其中，步驟2)中，從第二接觸后的產物中分離出固相 產物的方法為磁分離法。19. 根據權利要求6所述的方法，其中，步驟3)中，所述焙燒的溫度為280-650°C，焙燒 的時間為1-6小時。20. -種具有核殼結構的磁性復合材料，其特征在于，該磁性復合材料通過權利要求 6-19中任意一項所述的方法制備而得到。
【專利摘要】本發明公開了一種具有核殼結構的磁性復合材料及其制備方法，本發明的磁性復合材料由四氧化三鐵磁性核和二氧化硅形成的殼層組成，其中，二氧化硅形成的殼層包覆四氧化三鐵磁性核，所述四氧化三鐵磁性核為單個的四氧化三鐵微米粒子，或者為2個以上的四氧化三鐵微米粒子的團聚體。本發明的具有核殼結構的磁性復合材料易于工業生產，具有良好的化學穩定性，且在高溫條件下依然具有較高的磁性。
【IPC分類】H01F1/11, C04B35/622, C04B35/26
【公開號】CN105655078
【申請號】
【發明人】羅明生, 劉慶華
【申請人】神華集團有限責任公司, 北京低碳清潔能源研究所
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月14日