凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米复合材料及其制备方法，该制备方法包括配置凹凸棒石的悬浮液；向上述悬浮液中加入Fe2+和Fe3+盐；继续向悬浮液中加入碱性物质，反应设定时间，得到凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料。本发明制备方法条件简单，制备周期短，绿色环保，制备得到的复合材料表面Fe3O4分布均匀，厚度可控，磁响应性强，在磁场作用下可以沿着磁力线方向取向，显示出的各向异性在特殊的光、电、磁、热等领域具有很高的潜在应用价值。

权利要求

1.一种凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料的XRD图谱上在2θ为8.50°、30.20°、35.42°、43.10°、53.60°、57.09°和62.70°处存在晶面衍射峰；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤1，配置凹凸棒石的悬浮液；

所述悬浮液的固含量为0.1 10mg/mL；

~

步骤2，向上述悬浮液中加入Fe2+和Fe3+盐；

2+

所述Fe 盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁中任意一种或多种；

Fe2+和Fe3+盐加入前，对凹凸棒石悬浮液进行预处理：向悬浮液中加入有机配体；

所述有机配体为聚乙烯亚胺及其衍生物、聚丙烯酰胺及其衍生物或聚季胺盐及其衍生物中任意一种或多种；

3+

所述Fe 盐选自氯化铁、硝酸铁中任意一种或其组合；

步骤3，继续向悬浮液中加入碱性物质，反应设定时间，得到凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料；

所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中任意一种或多种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述凹凸棒石的直径为20 70nm，长度为0.2 5μm；

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在步骤1中，所述悬浮液的固含量为0.5 1.5 mg/mL。

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3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机配体为聚乙烯亚胺及其衍生物。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤2中，在Fe2+和Fe3+盐加入前，向悬浮液中不断通入氮气；和/或Fe2+盐和Fe3+盐中，Fe2+和Fe3+的摩尔比为0.80:2.0 1.5:2.0。

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5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤2中，Fe2+盐和Fe3+盐的加入过程中伴随搅拌。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤3中，所述碱性物质为氨水。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，碱性物质加入后，体系的pH为8 12。

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说明书

凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米复合材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于磁性纳米材料制备领域，特别涉及天然一维纳米矿物凹凸棒石的磁性包覆及其功能化。

背景技术

[0002] 凹凸棒石是链层状硅酸盐，因其表面含有丰富的羟基、永久的负电荷和多孔的结构，而被广泛用于吸附剂、催化剂、催化剂载体等领域。随着新的技术革新和产业升级，对新材料的使用要求也越来越高，因此，一些应用较为广泛的无机矿物如凹凸棒石，在应用之前需要有目的的进行改性处理，以满足新技术的发展需要。改性处理包括表面改性或功能改性，表面改性利用偶联剂、表面活性剂等通过化学吸附作用或化学键合反应等手段将改性剂接枝、涂覆于无机矿物粉体的表面，改善其表面性质达到改性目的；功能改性是对矿物表面修饰改性的进一步拓展，其通过物理、化学或者机械的方法将一些具有特定功能的无机纳米粒子或有机物沉积到矿物的表面、或组装到矿物的孔道或层间，从而赋予无机矿物新的功能特征，形成功能复合材料。

[0003] 在凹凸棒石纳米复合材料领域，已经研制有负载ZnO、NiO、CuO、TiO2纳米粒子的凹凸棒石基复合材料，且普遍集中在抗菌或催化方面，如制备的ZnO/凹凸棒石复合材料具有增强的抗菌活性，CuO/凹凸棒石复合材料对染料污染物具有光催化降解能力。然而目前对凹凸棒石负载Fe3O4及对其应用方面的探索研究的极少。同时，凹凸棒石表面负载纳米材料，只达到了“负载上”这一结果，纳米材料在基体表面上分布的均匀性无法保证，且现在还没有行之有效的、简单方便的方法以解决这一问题。

[0004] 因此，亟需开发出一种绿色环保，表面均匀包覆磁性纳米粒子的凹凸棒石，同时方法条件简单，制备周期短，成本低、便于产业化推广，对优化凹凸棒石矿物资源的综合利用提供重要的现实意义。

发明内容

[0005] 为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：将高分子多官能团有机配体吸附在凹凸棒石上，原位合成均匀包覆在凹凸棒石表面的四氧化三铁粒子，得到凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性复合材料，本发明方法条件简单，制备周期短，凹凸棒石表面的四氧化三铁厚度可控，磁响应性强，绿色环保，在磁场作用下可以沿着磁力线方向取向，显示出的各向异性在特殊的光、电、磁、热等领域具有很高的潜在应用价值，从而完成本发明。

[0006] 本发明的目的在于提供以下技术方案：

[0007] (1)一种凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料，所述复合材料的XRD图谱上在2θ为8.50°、30.20°、35.42°、43.10°、53.60°、57.09°和62.70°处存在晶面衍射峰。

[0008] (2)一种凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

[0009] 步骤1，配置凹凸棒石的悬浮液；

[0010] 步骤2，向上述悬浮液中加入Fe2+和Fe3+盐；

[0011] 步骤3，继续向悬浮液中加入碱性物质，反应设定时间，得到凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料。

[0012] 本发明提供的基于共沉淀法制备凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米复合材料的方法，具有以下有益效果：

[0013] 1)本发明以聚乙烯亚胺为高分子多官能团有机配体，将其吸附在凹凸棒石表面，通过原位合成，获得了均匀包覆在凹凸棒石表面的四氧化三铁粒子。

[0014] 2)本发明在制备过程中，可通过调节铁盐加入量，来控制四氧化三铁层在凹凸棒石表面的厚度，实现凹凸棒石@四氧化三铁的磁性简单可控。

[0015] 3)本发明制备条件简单，反应温度低，相对于制备银纳米线等其他一维磁性复合材料成本低廉。

[0016] 4)本发明制备的凹凸棒石@四氧化三铁磁响应性强，在磁场作用下可以沿着磁力线方向取向，显示出的各向异性在特殊的光、电、磁、热等领域具有很高的潜在应用价值。

附图说明

[0017] 图1示出本发明实施例1中制备的凹凸棒石@四氧化三铁、对比例1和对比例2产品的XRD图谱。

[0018] 图2为本发明中实施例1～3中制备的凹凸棒石@四氧化三铁透射和扫描电镜图谱。

[0019] 图3为本发明中对比例1、3～4中产品的透射和扫描电镜图谱。

[0020] 图4为本发明中实施例3～4、以及对比例5～6中产品的透射和扫描电镜图谱。

[0021] 图5为本发明中实施例1～3中制备的凹凸棒石@四氧化三铁磁滞回线，并与纯四氧化三铁进行比较。

[0022] 图6为本发明中制备的凹凸棒石@四氧化三铁在磁场下的取向图片，并与未加磁场的凹凸棒石@四氧化三铁进行比较。

具体实施方式

[0023] 下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

[0024] 本发明的目的在于提供一种凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料，其中，所述凹凸棒石的直径为20～70nm，长度为0.2～5μm。

[0025] 所述复合材料的XRD图谱上在2θ为8.50°、30.20°、35.42°、43.10°、53.60°、57.09°和62.70°处存在晶面衍射峰。

[0026] 本发明中，所述凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料，表示通过本发明方法制备得到的负载有四氧化三铁的凹凸棒石磁性纳米复合材料。

[0027] 本发明的另一目的在于提供一种凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

[0028] 步骤1，配置凹凸棒石的悬浮液；

[0029] 步骤2，向上述悬浮液中加入Fe2+和Fe3+盐；

[0030] 步骤3，继续向悬浮液中加入碱性物质，反应设定时间，得到凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料。

[0031] 步骤1中，将凹凸棒石和水混合均匀，配置凹凸棒石的悬浮液，其中，所述凹凸棒石为直径20～70nm，长度0.2～5μm的纤维状矿物。

[0032] 在一种优选的实施方式中，所述悬浮液的固含量为0.1～10mg/mL，优选为0.5～1.5mg/mL。

[0033] 高浓度纳米粒径的凹凸棒石在水中易聚集成团，在上述质量浓度范围内，纳米粒径的凹凸棒石可均匀分散在水中，团聚程度极低，便于全表面负载Fe3O4。

[0034] 在一种优选的实施方式中，步骤1配置过程中伴随搅拌，进一步对凹凸棒石进行分散。

[0035] 步骤2中，向上述悬浮液中加入Fe2+盐和Fe3+盐。

[0036] 在一种优选的实施方式中，所述Fe2+盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁中任意一种或多种。

[0037] 在一种优选的实施方式中，所述Fe3+盐选自氯化铁、硝酸铁中任意一种或其组合。

[0038] 在一种优选的实施方式中，Fe2+和Fe3+盐加入前，对凹凸棒石悬浮液进行预处理：向悬浮液中加入有机配体，优选加入多官能团有机配体。

[0039] 在进一步优选的实施方式中，所述有机配体为聚乙烯亚胺及其衍生物、聚丙烯酰胺及其衍生物、或聚季胺盐及其衍生物中任意一种或多种，优选为聚乙烯亚胺及其衍生物。聚乙烯亚胺及其衍生物、聚丙烯酰胺及其衍生物、或聚季胺盐及其衍生物均为高分子量的物质，与基体材料的作用力强，可很好的吸附在凹凸棒石表面，同时上述有机配体与Fe2+和Fe3+形成配合物，Fe2+和Fe3+均匀分布在凹凸棒石表面，使合成Fe3O4的反应为原位合成反应，降低了Fe3O4在凹凸棒石表面的聚集程度，形成100％覆盖的均匀包裹层。

[0040] 此外，由于凹凸棒石如果要达到很好的使用效果，需要对其进行进一步的活化处理，以增加比表面积，提高其吸附活性。凹凸棒石常用的活化手段主要有热处理、酸化活化等，但热处理及酸化活化存在使凹凸棒石的结构发生坍塌、导致其微孔消失的风险；另外，凹凸棒石的活化使操作步骤复杂化，加大制备方法工业化难度。本发明中预处理，在为原位反应提供条件的同时，可省略活化处理步骤，优化了反应程序。

[0041] 在更进一步优选的实施方式中，所述有机配体与凹凸棒石的重量比为1:2～1:10。

[0042] 在更进一步优选的实施方式中，所述有机配体与凹凸棒石的重量比为1:4～1:5。

[0043] 值得注意的是，有机配体的加入量对形成均匀负载Fe3O4的凹凸棒石至关重要。当有机配体与凹凸棒石的重量比小于1:10，有机配体的较少加入量导致结合的Fe2+和Fe3+较少，Fe2+和Fe3+绝大多数游离在水溶液中，形成的Fe3O4分散在水中，不能有效结合到凹凸棒石表面；当有机配体与凹凸棒石的重量比大于1:2时，有机配体超过凹凸棒石的最大吸附量，有机配体在整个体系中分布，因而使得吸附的Fe2+和Fe3+在整个体系中均匀分布，凹凸棒石上负载的Fe3O4同样较少，因而，有机配体与凹凸棒石的重量比必须限定在1:2～1:10。

[0044] 在一种优选的实施方式中，在Fe2+和Fe3+盐加入前，向悬浮液中不断通入氮气，排出悬浮液中的氧气，提供惰性反应环境，避免Fe2+氧化。

[0045] 在一种优选的实施方式中，Fe2+盐和Fe3+盐中，Fe2+和Fe3+的摩尔比为0.80:2.0～1.5:2.0，在此摩尔比下，可最充分合成Fe3O4。

[0046] 在一种优选的实施方式中，凹凸棒石的重量与Fe3+盐中Fe3+的摩尔量的比值为100重量份:1摩尔量份～100重量份:3.5摩尔量份，其中，将1g计为1重量份，将1mol计为1摩尔量份。

[0047] 较低的Fe3+相对过饱和度将促进Fe3O4纳米粒子在凹凸棒石上的成核并导致较大的Fe3O4纳米粒子，而较高的相对过饱和度将导致均相成核，且Fe3O4纳米粒子粒径较小。当铁浓度超过上述用量范围时，大的Fe3O4纳米粒子导致凹凸棒石的不完全覆盖，或者凹凸棒石上的小的Fe3O4纳米粒子聚集严重，分布不均匀。

[0048] 上述Fe3+用量范围内，铁盐浓度的变化对于控制凹凸棒石-Fe3O4核-壳纳米复合材料的形态是有效的：随着铁盐浓度的增加，越来越多的Fe3O4纳米粒子形成在凹凸棒石上，导致较厚和的Fe3O4壳，但一旦铁盐浓度超过临界值，Fe3O4不再均匀包装。

[0049] 在一种优选的实施方式中，有机配体、Fe2+盐和Fe3+盐的加入过程中伴随搅拌。

[0050] 步骤3中，继续向悬浮液中加入碱性物质，反应设定时间，得到凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料。

[0051] 在一种优选的实施方式中，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中任意一种或多种。

[0052] 在进一步优选的实施方式中，所述碱性物质优选为氨水。

[0053] 在更进一步优选的实施方式中，所述碱性物质加入后，体系的pH为8～12。

[0054] 在更进一步优选的实施方式中，所述碱性物质可以一次性加入或者分次加入。

[0055] 在一种优选的实施方式中，Fe3O4的反应温度为50℃～90℃，反应时间为20min～60min。

[0056] 在进一步优选的实施方式中，Fe3O4的反应温度为60℃～80℃，反应时间为30min～40min。

[0057] 在上述反应温度范围内，Fe3O4可在凹凸棒石表面形成均匀的包裹层。当温度低于50℃时，Fe3O4主要通过自成核形成于液体中，凹凸棒石表面形成量减少且不均匀；当温度高于90℃时，悬浮液中Fe3O4的相对过饱和度随着温度的升高而降低，这使得Fe3O4纳米粒子有利于在凹凸棒石上成核，但高温使得成核率降低；而另一方面，高温下的分子运动使得Fe3O4纳米粒子沿着凹凸棒石的纳米棒生长，导致凹凸棒石纳米棒中出现非常厚的Fe3O4壳，凹凸棒石表面整体不均匀。当碱性物质选用氨水时易造成氨水的分解，且高温反应增加了操作的难度，提高了生产成本。

[0058] 在一种优选的实施方式中，反应完成后，进行固液分离，洗涤、烘干。

[0059] 所述固液分离方式可为常压过滤、真空过滤、离心分离中任意一种，由于纳米材料粒径较小，过滤难度较大，优选为离心分离。

[0060] 在一种优选的实施方式中，得到凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米复合材料，所述复合材料的XRD图谱上在2θ为8.50°、30.20°、35.42°、43.10°、53.60°、57.09°和62.70°处存在晶面衍射峰。

[0061] 本发明的再一方面是提供凹凸棒石@四氧化三铁磁性纳米复合材料用于功能化电子器件或光子器件方面的应用。

[0062] 实施例

[0063] 以下通过具体实例进一步描述本发明。不过这些实例仅仅是范例性的，并不对本发明的保护范围构成任何限制。

[0064] 在下述实施例和对比例中涉及多种材料或试剂，对它们没有特别限定，可以使用市场上可购得的商品原料，也可以通过常规方法实验室规模或生产规模进行制备。

[0065] 实施例1

[0066] 配制1mg/mL的凹凸棒石水悬浮液100mL，将20mg的聚乙烯亚胺加入到分散液中，搅拌均匀，得到稳定悬浮液；向悬浮液中通氮气保护，并不断搅拌；

[0067] 加入氯化铁1.0mmol和硫酸亚铁0.5mmol，在60℃下反应5分钟；继续加入5mL的氨水，在60℃下反应30分钟；

[0068] 将上述悬浮液离心，得到凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米复合材料。

[0069] 实施例2

[0070] 配制1mg/mL的凹凸棒石水悬浮液100mL，将20mg的聚乙烯亚胺加入到分散液中，搅拌均匀，得到稳定悬浮液；向悬浮液中通氮气保护，并不断搅拌；

[0071] 加入氯化铁2.0mmol和硫酸亚铁1.0mmol，在60℃下反应5分钟；继续加入5mL的氨水，在60℃下反应30分钟；

[0072] 将上述悬浮液离心，得到凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米复合材料。

[0073] 实施例3

[0074] 配制1mg/mL的凹凸棒石水悬浮液100mL，将20mg的聚乙烯亚胺加入到分散液中，搅拌均匀，得到稳定悬浮液；向悬浮液中通氮气保护，并不断搅拌；

[0075] 加入氯化铁3.0mmol和硫酸亚铁1.5mmol，在60℃下反应5分钟；继续加入5mL的氨水，在60℃下反应30分钟；

[0076] 将上述悬浮液离心，得到凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米复合材料。

[0077] 实施例4

[0078] 本实施方式与实施例3不同之处在于加入氨水后在80℃反应，其他步骤与实施例3相同。

[0079] 对比例

[0080] 对比例1

[0081] 未负载Fe3O4的凹凸棒石。

[0082] 对比例2

[0083] 市售纯Fe3O4材料。

[0084] 对比例3(未加入有机配体)

[0085] 配制1mg/mL的凹凸棒石水悬浮液100mL，向上述悬浮液中通氮气保护，并不断搅拌；

[0086] 加入氯化铁1.0mmol和硫酸亚铁0.5mmol，在60℃下反应5分钟；继续加入5mL的氨水，在60℃下反应30分钟；

[0087] 将上述悬浮液离心，得到凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米复合材料。

[0088] 对比例4(高Fe3+盐加入量)

[0089] 配制1mg/mL的凹凸棒石水悬浮液100mL，将20mg的聚乙烯亚胺加入到分散液中，搅拌均匀，得到稳定悬浮液；向悬浮液中通氮气保护，并不断搅拌；

[0090] 加入氯化铁4.0mmol和硫酸亚铁2.0mmol，在60℃下反应5分钟；继续加入5mL的氨水，在60℃下反应30分钟；

[0091] 将上述悬浮液离心，得到凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米复合材料。

[0092] 对比例5(低温反应)

[0093] 本实施方式与实施例3不同之处在于加入氨水后在40℃反应，其他步骤与实施例3相同。

[0094] 对比例6(高温反应)

[0095] 本实施方式与实施例3不同之处在于加入氨水后在100℃反应，其他步骤与实施例3相同。

[0096] 实验例

[0097] X射线衍射：采用德国Bruker D8Advance型X射线粉晶衍射仪(Cu靶Kα射线)，在λ＝0.15406nm，步宽＝0.02，工作电压40kV，工作电流40mA条件下分析样品。

[0098] 扫描电子显微镜：采用日立新型高分辨场发射扫描电镜Hitachi SU8010，工作电压：10kV。

[0099] 透射电子显微镜：采用Hitachi H-8100型透射电子显微镜，加速电压：200kV。

[0100] 产生磁场的装置：钕铁硼磁铁5块，规格为60*20*5mm。

[0101] 实验例1：XRD分析

[0102] 对实施例1中制备得到的凹凸棒石@四氧化三铁和对比例1未负载Fe3O4的凹凸棒石、以及对比例2中Fe3O4进行XRD测试，其结果如图1所示。

[0103] 由图1可知，凹凸棒石@四氧化三铁的XRD图谱上2θ为8.50°、30.20°、35.42°、43.10°、53.60°、57.09°和62.70°处存在晶面衍射峰，而未负载Fe3O4的凹凸棒石的XRD图谱上2θ为8.50°、13.91°、16.40°和19.85°处存在晶面衍射峰，Fe3O4的XRD图谱上2θ为30.20°、
35.42°、43.10°、53.60°、57.09°和62.70°处存在晶面衍射峰，说明凹凸棒石上成功负载了Fe3O4。

[0104] 实验例2：扫描电镜和透射电镜I

[0105] 对实施例1～3中制备得到的凹凸棒石@四氧化三铁和对比例1未负载Fe3O4的凹凸棒石、以及对比例3～4中制备的产物进行扫描电镜和透射电镜试验，其结果如图2和图3所示。

[0106] 图2(a-1)和(a-2)分别为实施例1产物的扫描电镜和透射电镜照片；

[0107] 图2(b-1)和(b-2)分别为实施例2产物的扫描电镜和透射电镜照片；

[0108] 图2(c-1)和(c-2)分别为实施例3产物的扫描电镜和透射电镜照片；

[0109] 图3(a-1)和(a-2)分别为对比例1凹凸棒石原矿的扫描电镜和透射电镜照片；

[0110] 图3(b-1)和(b-2)分别为对比例3产物的扫描电镜和透射电镜照片。

[0111] 图3(c-1)和(c-2)分别为对比例4产物的扫描电镜和透射电镜照片。

[0112] 根据图2和图3所示的扫描电镜和透射电镜照片可以看出，凹凸棒石具有平滑的表面，Fe3O4粒子均匀地包覆在了凹凸棒石的表面，随着铁盐含量的增加，四氧化三铁的厚度增大。然而，未加有机配体的对比例3中制备的产物中，Fe3O4粒子在凹凸棒石的表面分布不均匀。对比例4中氯化铁加入量过多，Fe3O4粒子在凹凸棒石的表面不规则分布，聚集严重或者凹凸棒石的表面覆盖不完全。

[0113] 实验例3：扫描电镜和透射电镜II

[0114] 对实施例3～4中制备得到的凹凸棒石@四氧化三铁和对比例5～6中制备得到的凹凸棒石@四氧化三铁进行扫描电镜和透射电镜试验，其结果如图4所示。

[0115] 图4(a-1)和(a-2)分别为对比例5产物的扫描电镜和透射电镜照片；

[0116] 图4(b-1)和(b-2)分别为实施例3产物的扫描电镜和透射电镜照片；

[0117] 图4(c-1)和(c-2)分别为实施例4产物的扫描电镜和透射电镜照片；

[0118] 图4(d-1)和(d-2)分别为对比例6产物的扫描电镜和透射电镜照片。

[0119] 由图4可知，在相对较低的温度(40℃)下，Fe3O4纳米粒子以不规则的微球或岛的形式粘附在凹凸棒石的表面上，样品中存在大量的Fe3O4纳米粒子聚集体和未覆盖的凹凸棒石。当温度上升到60～80℃时，很明显Fe3O4可以均匀地覆盖在凹凸棒石表面上，且Fe3O4纳米粒子聚集体也明显减少。悬浮液中Fe3O4的相对过饱和度随着温度的升高而降低，这使得Fe3O4纳米粒子有利于在凹凸棒石上成核。在这种情况下，获得凹凸棒石-Fe3O4核-壳纳米复合材料。高温有利于Fe3O4纳米粒子的生长和Fe3O4纳米粒子的成核，而低温的情况相反。因此，与60℃的情况相比，可以发现较大和较稀疏的Fe3O4纳米粒子在80℃下在凹凸棒石的表面上结合。在更高的温度(100℃)下，更低的Fe3O4的相对过饱和度进一步降低其成核率，出现未被覆盖的ATP。同时，由于表面能最小化，高温下的分子运动使得Fe3O4纳米粒子沿着凹凸棒石的纳米棒生长，这又导致在一些凹凸棒石纳米棒中出现非常厚的Fe3O4壳。数据表明，60～80℃下合成表面包覆均匀的凹凸棒石-Fe3O4一维纳米复合材料。

[0120] 实验例4：饱和磁化强度测试

[0121] 对实施例1～3中制备得到的凹凸棒石@四氧化三铁、以及对比例1未负载Fe3O4的凹凸棒石进行饱和磁化强度测试，结果见图5。其中，

[0122] 曲线a为实施例1产物的饱和磁化强度曲线；

[0123] 曲线b为实施例2产物的饱和磁化强度曲线；

[0124] 曲线c为实施例3产物的饱和磁化强度曲线；

[0125] 曲线d为对比例1产物的饱和磁化强度曲线。

[0126] 根据图5所示的饱和磁化强度曲线图可知，凹凸棒石@四氧化三铁复合材料与纯四氧化三铁一样表现出超顺磁性，并且随着四氧化三铁包覆量的增大，凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米材料的饱和磁化强度增大。

[0127] 实验例5：磁场反应

[0128] 测试实施例1制备得到的凹凸棒石@四氧化三铁在磁场下的取向，并与未加磁场的凹凸棒石@四氧化三铁进行比较，其结果如图6所示。

[0129] 图a为磁场作用时的光学显微镜图；

[0130] 图a-1为无磁场作用时的光学显微镜图；

[0131] 图b为磁场作用时的透射显微镜图。

[0132] 根据图6可以看出，相比于无磁场作用时的随机取向，在有外加磁场时，凹凸棒石@四氧化三铁会沿着磁力线方向取向，相接的凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米材料可沿着磁力线方向头尾相连排成列。由此可见，凹凸棒石@四氧化三铁一维磁性纳米材料可作为光子晶体和液晶的构筑基元，在光学领域和磁学领域具有极高的应用潜力。

[0133] 以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。