Способ получения ферромагнитной жидкости

 

Использование: для получения высокотемпературной ферромагнитной жидкости, обладающей термоокислительной устойчивостью благодаря применению в качестве жидкости-носителя алкарена, являющегося нетоксичным высоковакуумным и высокотемпературным маслом с отличными смазочными свойствами. Способ заключается в осаждении высокодисперсного магнетита в щелочной среде из водных растворов солей железа, промывке осадка дистиллированной водой и пептизации в растворе олеиновой кислоты в алкарене при 388 - 393 К под вакуумом. Полученная высокотемпературная ферромагнитная жидкость имеет плотность 1,2110³ кгм^-3 , вязкость 2,310^-1 Паc , магнитную проницаемость 1,3, намагниченность насыщения 22,5 кАм^-1 . Ферромагнитная жидкость устойчива в гравитационном поле 6000g, в магнитном поле до 1 Тл и может применяться при температурах от 233 до 453 К.

Изобретение относится к коллоидной химии и может быть использовано для получения высокотемпературных ферромагнитных жидкостей.

Известен способ получения ферромагнитной жидкости путем осаждения частиц магнетита избытком аммиака из водного раствора солей двух- и трехвалентного железа, отстаиванием образовавшейся смеси и декантацией, смешением осадка при перемешивании и нагревании с поверхностно-активным веществом и углеводородом [1].

Данный способ не позволяет получить ферромагнитную жидкость с широким интервалом рабочих температур.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения феррожидкости путем осаждения высокодисперсного магнетита из растворов солей двух- и трехвалентного железа раствором аммиака, промывкой осадка дистиллированной водой до рН 10-12, пептизацией раствором олеиновой кислоты в органическом растворителе (керосине) [2].

Ферромагнитная жидкость, получаемая по способу-прототипу, обладает невысокой намагниченностью насыщения, термоокислительной неустойчивостью, низкой устойчивостью в магнитном поле, узким температурным диапазоном.

Целью изобретения является расширение диапазона применимости и интервала рабочих температур ферромагнитной жидкости, повышение термоокислительной устойчивости и устойчивости в магнитном поле.

Цель достигается при получении феррожидкости путем осаждения высокодисперсного магнетита из растворов солей двух- и трехвалентного железа (например, сульфата и хлорида) при 5-10% избытке соли двухвалентного железа раствором аммиака при рН больше 10, комнатной температуре и перемешивании, промывкой осадка дистиллированной водой до рН 6-7, добавлением 10%-ного раствора олеиновой кислоты в углеводороде, удалении воды декантацией, пептизацией при 388-393 К под вакуумом в течение 10 ч.

Отличительными признаками способа являются использование в качестве жидкости-носителя алкарена - нетоксичного высоковакуумного и высокотемпературного масла и проведение пептизации при 388-393 К для интенсификации процесса.

П р и м е р 1. Готовят растворы: 75 гл^-1 FeSO₄ ^. 7H₂O в дистиллированной воде; 135 гл^-1 FeCl₃ ^. 6H₂O в дистиллированной воде; 120 гл^-1 гидрооксида аммония в дистиллированной воде; 90 гл^-1 олеиновой кислоты в алкарене.

В химический стакан, содержащий 0,6 л раствора аммиака, при перемешивании одновременно вливают по 0,6 л растворов сульфата и хлорида железа при комнатной температуре. В результате взаимодействия образуется осадок магнетита, который отстаивают в течение 5 мин, помещая стакан на магнит, затем сливают маточный раствор. Сняв стакан с магнита, заливают осадок дистиллированной водой и тщательно перемешивают в течение 3 мин. Прекратив перемешивание, вновь помещают стакан на магнит, отстаивают осадок магнетита, сливают промывную воду над осадком. Операцию повторяют 5-6 раз, пока рН промывных во не достигнет 6-7. Затем водно-магнетитовую суспензию при интенсивном перемешивании нагревают до 363-373 К и приливают 0,085 л раствора олеиновой кислоты в алкарене. После перемешивания в течение 30 мин воду удаляют декантацией. Оставшуюся смесь пептизируют при 388 К под вакуумом в течение 10 ч.

П р и м е р 2. Смесь, состоящую из магнетита, олеиновой кислоты и алкарена, полученную по примеру 1, пептизируют при 393 К под вакуумом в течение 10 ч. Дальнейшее повышение температуры пептизации, целесообразно, так как не приводит к интенсификации процесса пептизации. Проведение пептизации при температуре ниже 388 К увеличивает длительность процесса в 2 раза.

Полученная ферромагнитная жидкость обладает следующими физико-химическими свойствами при 293 К: плотность 1,2110³ кгм^-3; вязкость 2,3.10^-1 Па. с (по способу-прототипу 210^-2 Пас); устойчивость в гравитационном поле 6000 g; устойчивость в магнитном поле до 1 Тл; магнитная проницаемость 1,3; намагниченность насыщения 22,5 кАм^-1 (по способу-прототипу 7 кАм^-1). Ферромагнитная жидкость может применяться при температурах от 223 до 453 К. При нагревании феррожидкости до 453 К в течение 1 ч свойства образца сохраняются.

Предложенный способ позволяет получить высокотемпературную ферромагнитную жидкость, обладающую термоокислительной устойчивостью благодаря использованию в качестве жидкости-носителя алкарена, являющегося нетоксичным высоковакуумным и высокотемпературным маслом с отличными смазочными свойствами.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ, включающий осаждение высокодисперсного магнетита из водных растворов солей двух-и трехвалентного железа при избытке солей двухвалентного железа раствором аммиака, промывку осадка дистиллированной водой, пептизацию при нагревании под вакуумом в растворе олеиновой кислоты в углеводороде, отличающийся тем, что в качестве углеводорода используют алкарен, а процесс пептизации проводят при 388 - 393К.