磁性纳米微球的分选方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料分选领域，具体而言，涉及一种磁性纳米微球的分选方法。
【背景技术】
[0002]纳米微球是指尺寸在纳米级的金属或半导体材料的小颗粒，是介于体相材料与分子间的物质状态，展示出许多特殊的光、电、磁及催化等性质。纳米磁性材料是上世纪80年代出现的一种新型材料。磁性纳米微球的尺寸通常在I?10nm之间，除了在物理、化学方面具有纳米材料的介观特性外，还具有特殊的磁性能一介观磁性。当前，纳米磁性微球是信息、生物、化学、材料等领域的研究热点。纳米磁性微球有着广泛的实际用途，例如磁流体、纳米磁记录材料、吸波隐身材料、催化材料、新型涂料或颜料、生物医学领域磁分离等等。
[0003]在实际应用过程中，不同的场合通常对磁性纳米微球的粒径有着不同的需求，因此需要根据粒径的不同对磁性纳米微球进行分选。工业上常用的颗粒粒径分选方法包括过筛分级和旋风分级。杭州中粮包装有限公司的张明等发明了一种标准粒径高效筛选装置，该装置可以通过机械晃动对不同尺寸的物料进行筛选。该装置具有结构简单，成本低及使用方便的特点。中国地质大学(北京)的蔡益栋等发明了一种多粒径筛选装置，该装置解决了煤粒筛选过程中存在的振动筛笨重、噪音大及气动筛构造复杂且只能筛选单一粒径的问题。
[0004]而磁性纳米微球粒径较小，工业筛的孔径无法满足要求，因此无法采用上述过筛方法进行粒径分选过程。丁玉华等发明了一种旋风分离物料筛选输送装置，该装置在旋风分离器的下游设置两级震动筛，把分离后的物料再进行筛分、分类和输送，这有助于产品标准等级的划分，稳定产品质量，安全生产，大大提高经济效益。然而磁性纳米微球极易团聚，上述旋风分级并不适用。因此，目前的工业粒径分级方法尚无法对磁性纳米微球进行优选的粒径分选。
[0005]实验室中通常通过离心的方法对纳米颗粒进行粒径分选，尽管该方法在理论上适用于磁性纳米微球，但仍旧存在一些弊端，例如不适用于大规模的分选操作、容易对微球结构造成挤压破坏、操作繁琐等。除此之外，现有的发明专利或文献报道中均没有找到其他适用于磁性纳米微球的粒径分选方法。
[0006]磁性纳米微球的粒径与其性能有着密切的关联，粒径很大程度上决定了磁性纳米微球的性能和应用。换言之，如果不能对磁性纳米微球的粒径进行有效分选，将严重制约其实际应用与推广。
[0007]基于上述问题的存在，有必要开发一种适用于磁性纳米微球的分选方法。
【发明内容】
[0008]本发明的主要目的在于提供一种磁性纳米微球的粒径分选方法，以解决现有技术中难以对不同粒径的磁性纳米微球进行有效分选的问题。
[0009]为了实现上述目的，本发明的一个方面，提供了一种磁性纳米微球的分选方法，该分选方法包括以下步骤:S1，将磁性纳米微球分散在溶剂中，形成悬浊液；S2，将悬浊液置于磁场中，通过磁场对磁性纳米微球进行分选，分别得到不同粒径的磁性纳米微球。
[0010]进一步地，步骤S2包括:S21，将悬浊液至于容器中，并在容器底部设置磁源磁源；S22，预定时间后，悬浊液分层形成上清液和微球富集液，分离悬浊液得到分离后的上清液和微球富集液，微球富集液中的磁性纳米微球具有第一粒径；以及S23，至少重复η次步骤S22对上清液进行分离处理，分别得到不同粒径的磁性纳米微球，其中，η多10
[0011]进一步地，磁性纳米微球与溶剂的重量比为0.05?5:100。
[0012]进一步地，磁性纳米微球的粒径范围为10?lOOOnm。
[0013]进一步地，，预定时间为0.1?lOOmin，分选温度为10?50°C，磁场的强度为0.1?1.0T ;优选地，预定时间为10?20s，分选温度为室温，磁场的强度为0.3T。
[0014]进一步地，磁性纳米微球选自四氧化三铁纳米微球、四氧化三铁-高分子复合物纳米微球、四氧化三铁-二氧化硅核壳型纳米微球、免疫磁性纳米微球和壳聚糖磁性纳米微球组成的组中的一种或多种。
[0015]进一步地，溶剂选自水和/或有机溶剂；优选地，有机溶剂选自乙醇、丙酮、乙腈、正己烷、环己烷、乙酸和异丙醇组成的组中的一种或多种。
[0016]进一步地，分选方法依序包括以下步骤:将四氧化三铁纳米微球0.5g与200mL水混合装入第一容器，超声15min ;在室温下，将磁场强度为0.3T的磁铁置于第一容器底部，20s后分离上清液和微球富集液；在40°C下，将上清液和微球富集液分别进行真空干燥12小时，得到两批不同粒径的四氧化三铁微球。
[0017]进一步地，分选方法依序包括以下步骤:将四氧化三铁纳米微球-高分子复合纳米微球0.2g与200mL水混合后装入第二容器，超声5min ;在室温下，将磁场强度为0.3T的磁铁置于第二容器底部，1s后分离第一上清液和第一微球富集液；将第一上清液置于第二容器的磁铁上方，1s后分离第二上清液和第二微球富集液；在室温下，将第一微球富集液、第二微球富集液和第二上清液分别进行真空干燥24小时，得到三批不同粒径的四氧化三铁纳米微球-高分子复合纳米微球。
[0018]进一步地，分选方法依序包括以下步骤:将四氧化三铁纳米-二氧化硅核壳型纳米微球0.3g与200mL水与乙醇的混合溶剂混合后装入第三容器，超声5min，其中，混合溶剂中水与乙醇的重量比为1:3;在室温下，将磁场强度0.3T磁铁置于第三容器底部，15s后分离上清液和微球富集液；在室温下，将上清液和微球富集液分别进行真空干燥24小时，得到两批不同粒径的四氧化三铁纳米-二氧化硅核壳型纳米微球。
[0019]应用本发明的技术方案，先将磁性纳米微球置于溶剂中形成悬浊液，并将该悬浊液置于磁场中。由于磁性纳米微球能够在磁场的作用下发生移动，并且不同粒径的磁性纳米微球在磁场中的移动速度不同，从而实现了将不同粒径的磁性纳米微球进行分选的目的。该方法能够有效地将不同粒径的磁性纳米微球分离，具有高效、经济及便捷等优点，适用于工业化大规模应用。
【具体实施方式】
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本发明。
[0021]正如【背景技术】部分所描述的，现有技术中难以对不同粒径的磁性纳米微球进行有效分选的问题。为了解决这一问题，本发明提供了一种磁性纳米微球的分选方法，分选方法包括以下步骤:S1，将磁性纳米微球分散在溶剂中，形成悬浊液；S2，将悬浊液置于磁场中，通过磁场作用对上述磁性纳米微球进行分选，分别得到不同粒径的磁性纳米微球。
[0022]本发明提供的上述分选方法中，先将磁性纳米微球置于溶剂中形成悬浊液，并将该悬浊液置于磁场中。由于磁性纳米微球能够在磁场的作用下发生移动，并且不同粒径的磁性纳米微球在磁场中的移动速度不同，从而实现了将不同粒径的磁性纳米微球进行分选的目的。该方法能够有效地将不同粒径的磁性纳米微球分离，具有高效、经济及便捷等优点，适用于工业化大规模应用。
[0023]本发明提供的分选方法中，可以根据本领域常规的分选方法选择步骤S2的具体工艺。在一种优选的实施方式中，步骤S2包括:S21，将悬浊液至于容器中，并在容器底部设置磁源；S22，预定时间后，悬浊液分层形成上清液和微球富集液，分离上述悬浊液得到分离后的上清液和微球富集液，上述微球富集液中的磁性纳米微球具有第一粒径；以及S23，至少重复η次步骤S22对上清液进行分离处理，分别得到不同粒径的磁性纳米微球，其中，η多I。采用上述工艺，在不同的时间段下能够分先后得到多批次的具有不同粒径的磁性纳米微球，有利于进一步细化各批次中磁性纳米微球的粒径范围，提高磁性纳米微球的分选效果。
[0024]本发明提供的分选方法中，只要采用上述分选方法就可以实现磁性纳米微