[发明专利]表面改性的超顺磁氧化物颗粒

说明书

技术领域

本发明涉及表面改性的超顺磁氧化物颗粒、涉及制备其的方法并且涉及其用途。

背景技术

由EP 1 284 485已知超顺磁氧化物颗粒。

发明内容

本发明提供了表面改性的超顺磁氧化物颗粒，其特征为，其具有下列物理化学特性：

BET表面积                   20-75m²/g

碳含量                      0.5-6.0重量％

夯实密度(tamped density)    150-500g/l

氯含量                      50-1000ppm

干燥损失                    0.1-4.0重量％。

本发明还提供了制备所述表面改性的超顺磁氧化物颗粒的方法，其特征为，在室温下任选地首先用水喷洒然后用表面改性剂喷洒氧化物颗粒，任选地混合15-30分钟，且最后在50-400℃下热处理1-6小时。

具体实施方式

所用的水可以用酸(例如氢氯酸)酸化使pH降至7-1。

或者，可以通过蒸气形式的表面改性剂处理氧化物颗粒并且然后在50-800℃的温度下热处理混合物0.5-6小时的时间而进行氧化物颗粒的表面改性。所述热处理可以在保护性气体(例如氮)下实施。

所述表面改性可以在可加热的混合器中及具有喷洒装置的干燥器中连续地或批次地进行。适合的设备可为例如犁刀混合器(ploughshare mixer)、盘式干燥器、流体化床干燥器或移动床干燥器。

所用的超顺磁氧化物颗粒可以是EP 1 284 485中所描述的氧化物颗粒。特别是，可使用包含在非磁性基质中的直径3-20nm的超顺磁金属氧化物磁畴(domains)的热解氧化物颗粒，所述非磁性基质包含金属氧化物或准金属(metalloid)氧化物，所述氧化物颗粒具有50-1000ppm的氯含量。

氯化物含量源于颗粒的制备。可用于本发明的颗粒是通过热解方法制备的，其中使含氯前体起反应(例如在氢/氧焰中)。所形成的颗粒可以包含氯，例如，得自不完全火焰氧化的氯氧化物形式和氢氯酸形式。当这些化合物被引入所形成的颗粒中时，即使通过纯化步骤(不破坏所述颗粒)也无法进一步降低颗粒的氯化物含量。

可用于本发明的颗粒的氯化物含量可为至多不大于1000ppm。纯化步骤可以优选地提供氯化物含量为100-500ppm的颗粒。氯化物含量可通过进一步的纯化步骤而降至50ppm的值。

总氯化物含量是通过Wickbold燃烧法或通过分解和后续滴定或离子色谱法进行测定。

以热解法制备的含有氯化物的超顺磁颗粒是出人意外的，这是因为，尤其是，Barth等人(Journal of Material Science 32(1997)1083-1092)说明氯化物离子对由氯化铁(III)形成非超顺磁β-氧化铁(β-Fe₂O₃)具有定向效果(directing effect)。等人(Materials Letter 18(1993)151-155)也认为相比于其它前体，在氯化铁(III)喷雾热解中没有获得超顺磁颗粒。

根据热解法的方式，可用于本发明的颗粒可以具有不同的物质状态。影响的参数可为停留时间、温度、压力、所用的化合物的分压、反应之后的冷却类型和位置。因此，可以获得从基本上的球形至基本上的聚集颗粒的宽范围。

可用于本发明的颗粒的磁畴应该理解为是指空间上分离的超顺磁区域(spatially separated superparamagnetic regions)。由于热解方法，可用于本发明的颗粒基本上没有孔且表面上具有游离的羟基。当施加外部磁场时它们具有超顺磁性。然而，它们不是被永久磁化且仅具有低的剩余磁化强度(residual magnetization)。

在具体的实施方式中，可用于本发明的颗粒的碳含量可为小于0.5重量％-6.0重量％。

本发明颗粒的BET表面积，根据DIN 66131测定，可在10-600m²/g的宽范围内变化。该范围特别有利地是20-75m²/g。

本发明颗粒的夯实密度，根据DIN ISO 787/11测定，可在150-500g/l的宽范围内变化。该范围特别有利地是200-350g/l。