氟硅酸水解制备核壳型磁性γ-Fe2O3SiO2复合颗粒的工艺研究(3)
Si02是用于修饰无机纳米粒子表面的理想材料之一，这是由于Si02具有下列优点:（1)可以屏蔽磁性纳米粒子之间的偶极相互作用，阻止粒子发生团聚[5]; (2)具有优良的生物相容性、亲水性以及非常好的稳定性[6];（3）Si02制备技术己经相当成熟，而发展成熟的硅化学又为氧化铁的表面生物修饰和在生物医学中的应用提供了重要保障。[7]
己报道的Si02基纳米磁性复合材料的制备方法主要有离子注入法和溶胶一凝胶工艺两种。两种方法中以使用溶胶一凝胶法的报道更为常见。
溶胶一凝胶(sol-gel)方法一般是指以金属的有机或无机化合物，均匀溶解于一定的溶剂中形成金属化合物的溶液，然后在催化剂和添加剂的作用下进行水解、缩聚反应，通过控制各种反应条件，得到一种由颗粒或团聚均匀分散于液相介质中形成的分散体系，即是所谓的溶胶(sol);溶胶在温度变化、搅拌作用、水解缩聚等化学反应或电化学平衡作用的影响下，纳米颗粒间发生聚集而成为网络状的聚集体，导致分散体系的勃度增大，增大到一定程度时，具有流动性的(sol)逐渐变成略显弹性的固体胶块，即为凝胶(gel) 。凝胶经陈化、干燥、热处理等不同工艺处理，就得到不同形式的材料。
可以简单将溶胶一凝胶的形成过程分四步:（l)水解;(2)单体发生缩聚和聚合反应形成颗粒;（3)颗粒长大;(4)颗粒团聚，在液相中构成网状结构，溶胶变稠，形成凝胶。
溶胶一凝胶法不仅可用于制备纳米微粉，也可用于制备薄膜、纤文、块体材料和复合材料。溶胶一凝胶法拥有很多的优点，如不易引进杂质，产品纯度高;化合物在分子级水平混合，胶粒内及胶粒间化学成分完全一致，化学均匀性好;颗粒细，其胶粒尺寸小于100 nm;合成温度低，成分容易控制;产物活性高;工艺、设备简单。
1.3.4 Si02基纳米磁性复合材料的研究现状
Casas[8]等利用溶胶一凝胶工艺分别通过浸泡法和原位合成法两种方法制备了γ-Fe203/Si02纳米复合材料。结果发现通过浸泡法制备的复合材料中除包含γ-Fe203相，还包含一定数量的α-Fe203和氧化铁的非晶态。但在热处理温度超过600℃后，材料中的α-Fe203就会逐步转化为γ-Fe203。
Tartaj[9]等通过原位溶胶一凝胶工艺合成了γ-Fe203/Si02纳米复合材料并对其磁性能进行了研究。结果发现通过改变前驱体浓度，可在二氧化硅基体中分散平均粒径范围在4一10 nm范围内的磁性γ-Fe203颗粒。所制备的样品在室温下显示超顺磁性，样品的磁性能表现出很强的颗粒尺寸效应。
Ennas[10]等以铁的硝酸盐和正硅酸乙醋为原料，用溶胶一凝胶法制备了γ-Fe203/Si02磁性纳米复合材料。研究发现配方中乙醇的用量对最后生成材料中磁性颗粒尺寸的大小存在一定的影响，不过影响并不显著。制备的所有γ-Fe203/Si02纳米复合材料在室温下均为超顺磁性。加热至600℃时仍为非晶态，再升高温度，才开始出现粒子的晶化。
黄祥卉，陈振华[11]等人以硝酸铁和正硅酸乙醋分别作为氧化铁和Si02的前躯体，通过溶胶一凝胶工艺制备了γ-Fe203/Si02纳米复合粉体，并且与以氯化铁作为氧化铁的前躯体作了比较，发现以氯化铁作为前躯体会生成α-Fe203，并发现当干凝胶热处理温度较低时(T<400℃)，复合粉体以非晶态存在，但是当温度达到600℃时γ-Fe203粒子在Si02基体中大量形成。
1.4 氟硅酸（H2SiF6）及其水解反应
1.4.1 H2SiF6的物理性质
氟硅酸分子式：H2SiF6，分子量为144.1，无水物是无色气体，不稳定，易分解为四氟化硅和氟化氢气体，它没有无水产品商业供应，最高浓度为60.9%，组成为13.3%时最稳定，蒸馏时不分解。
上一篇：玫瑰韵酮类香料的调香应用