本發(fā)明涉及磁性木材的制備方法。

背景技術(shù)：

中國東北地區(qū)的暖氣供應(yīng)需要消耗大量的煤和天然氣等化石能源。為減少環(huán)境的負(fù)荷，構(gòu)筑有利于環(huán)境、適合人類居住的供能建筑，近年來被人們廣泛關(guān)注，其在減少能耗、減少污染、保護(hù)環(huán)境等方面有著重要的影響。如今，人們主要將生物質(zhì)能、地?zé)崮芎吞柲軕?yīng)用于供能建筑。木材是一種古老的建筑材料，是一種應(yīng)用廣泛的工程材料，其具有優(yōu)美的紋理、輕質(zhì)高強(qiáng)的特性、智能性調(diào)溫調(diào)濕等功能，但是在低頻交變磁場下木材本身不能產(chǎn)生熱能?，F(xiàn)有的可用于磁感應(yīng)加熱磁性木材的加熱效果不佳，加熱時間長，在頻率為50khz的感應(yīng)磁場下需加熱30分鐘，溫度最高升高到40℃。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決現(xiàn)有木材在低頻交變磁場作用下不能產(chǎn)生熱能，現(xiàn)有的可用于磁感應(yīng)加熱磁性木材的加熱效果不佳，加熱時間長的問題，而提供一種用于磁感應(yīng)加熱磁性木材的制備方法。

一種用于磁感應(yīng)加熱磁性木材的制備方法是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、將磁性納米粒子與水溶性表面活性劑混合，然后在溫度為70℃～200℃的條件下，反應(yīng)1h～52h，最后冷卻至室溫，得到含有磁性納米粒子前驅(qū)體溶液；

所述的磁性納米粒子與水溶性表面活性劑的質(zhì)量比為(1～20):1；

二、將木材浸漬至含有磁性納米粒子前驅(qū)體溶液中，并放置于真空干燥箱中；

三、將真空干燥箱抽真空至0.01mpa～10mpa，并在0.01mpa～10mpa的條件下，保持1min～10min，保持后放氣；

四、重復(fù)步驟三1次～20次，得到循環(huán)處理后的混合溶液；

五、將循環(huán)處理后的混合溶液轉(zhuǎn)移至不銹鋼反應(yīng)釜中，在溫度為20℃～150℃的條件下，反應(yīng)1h～48h，然后冷卻至室溫，得到反應(yīng)后的混合溶液；

六、將反應(yīng)后的混合溶液轉(zhuǎn)移至加蓋的燒杯中，在溫度為20℃～150℃的條件下，反應(yīng)1h～20h，然后取出磁性木材，在溫度為20℃～150℃的條件下，干燥磁性木材，即得到用于磁感應(yīng)加熱的磁性木材。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用水溶性表面活性劑提高磁性納米粒子在溶液中的分散性，使更多的磁性納米粒子浸入木材。之后將反應(yīng)后的混合溶液轉(zhuǎn)移至加蓋的燒杯中，使得加蓋的燒杯處于半封閉狀態(tài)，然后進(jìn)行水熱反應(yīng)，由于水分的蒸發(fā)，導(dǎo)致加蓋燒杯中氣壓增大，進(jìn)一步促進(jìn)了磁性納米粒子浸入木材，且由于水分的緩慢蒸發(fā)，給磁性納米粒子沉積在木材上創(chuàng)造了充分的沉淀時間。在水分蒸發(fā)過程中，由于磁性納米粒子自身的重力作用和蒸汽壓力的共同作用下，使木材內(nèi)部和表面上負(fù)載了更多的磁性納米粒子，且當(dāng)達(dá)到一定壓力后自動泄壓(壓力大自動就把蓋子頂起)。這種制備工藝簡單，原料來源廣泛，得到的磁性木材具有優(yōu)異的磁性，并可以應(yīng)用于磁感應(yīng)加熱。在頻率為35khz交變磁場下10分鐘，磁性木材的溫度上升可達(dá)到70℃，制備的磁性木材的飽和磁化強(qiáng)度可達(dá)到26emu/g，具有優(yōu)異的磁性。

本發(fā)明用于一種用于磁感應(yīng)加熱磁性木材的制備方法。

附圖說明

圖1為實(shí)施例一制備的用于磁感應(yīng)加熱的磁性木材在頻率為35khz交變磁場下溫度變化曲線；

圖2為實(shí)施例一制備的用于磁感應(yīng)加熱的磁性木材在頻率為35khz交變磁場下10min的紅外熱成像照片；

圖3為實(shí)施例一制備的用于磁感應(yīng)加熱的磁性木材的室溫磁滯回線；

圖4為實(shí)施例一制備的用于磁感應(yīng)加熱的磁性木材被外界磁鐵吸引的宏觀照片。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式之間的任意組合。

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式所述的一種用于磁感應(yīng)加熱磁性木材的制備方法是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、將磁性納米粒子與水溶性表面活性劑混合，然后在溫度為70℃～200℃的條件下，反應(yīng)1h～52h，最后冷卻至室溫，得到含有磁性納米粒子前驅(qū)體溶液；

所述的磁性納米粒子與水溶性表面活性劑的質(zhì)量比為(1～20):1；

二、將木材浸漬至含有磁性納米粒子前驅(qū)體溶液中，并放置于真空干燥箱中；

三、將真空干燥箱抽真空至0.01mpa～10mpa，并在0.01mpa～10mpa的條件下，保持1min～10min，保持后放氣；

四、重復(fù)步驟三1次～20次，得到循環(huán)處理后的混合溶液；

五、將循環(huán)處理后的混合溶液轉(zhuǎn)移至不銹鋼反應(yīng)釜中，在溫度為20℃～150℃的條件下，反應(yīng)1h～48h，然后冷卻至室溫，得到反應(yīng)后的混合溶液；

六、將反應(yīng)后的混合溶液轉(zhuǎn)移至加蓋的燒杯中，在溫度為20℃～150℃的條件下，反應(yīng)1h～20h，然后取出磁性木材，在溫度為20℃～150℃的條件下，干燥磁性木材，即得到用于磁感應(yīng)加熱的磁性木材。

本實(shí)施方式的有益效果是：本實(shí)施方式利用水溶性表面活性劑提高磁性納米粒子在溶液中的分散性，使更多的磁性納米粒子浸入木材。之后將反應(yīng)后的混合溶液轉(zhuǎn)移至加蓋的燒杯中，使得加蓋的燒杯處于半封閉狀態(tài)，然后進(jìn)行水熱反應(yīng)，由于水分的蒸發(fā)，導(dǎo)致加蓋燒杯中氣壓增大，進(jìn)一步促進(jìn)了磁性納米粒子浸入木材，且由于水分的緩慢蒸發(fā)，給磁性納米粒子沉積在木材上創(chuàng)造了充分的沉淀時間。在水分蒸發(fā)過程中，由于磁性納米粒子自身的重力作用和蒸汽壓力的共同作用下，使木材內(nèi)部和表面上負(fù)載了更多的磁性納米粒子，且當(dāng)達(dá)到一定壓力后自動泄壓(壓力大自動就把蓋子頂起)。這種制備工藝簡單，原料來源廣泛，得到的磁性木材具有優(yōu)異的磁性，并可以應(yīng)用于磁感應(yīng)加熱。在頻率為35khz交變磁場下10分鐘，磁性木材的溫度上升可達(dá)到70℃，制備的磁性木材的飽和磁化強(qiáng)度可達(dá)到26emu/g，具有優(yōu)異的磁性。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是：步驟二中所述的木材為針葉材或闊葉材。其它與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二之一不同的是：步驟一中所述的磁性納米粒子為fe3o4、cofe2o4、mnfe2o4或znfe2o4。其它與具體實(shí)施方式一或二相同。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同的是：步驟一中所述的水溶性表面活性劑為油酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇或十二烷基苯磺酸鈉。其它與具體實(shí)施方式一至三相同。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同的是：步驟一中所述的磁性納米粒子與水溶性表面活性劑的質(zhì)量比為10:1。其它與具體實(shí)施方式一至四相同。

具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至五之一不同的是：步驟一中將磁性納米粒子與水溶性表面活性劑混合，然后在溫度為70℃的條件下，反應(yīng)12h。其它與具體實(shí)施方式一至五相同。

具體實(shí)施方式七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至六之一不同的是：步驟三中將真空干燥箱抽真空至0.01mpa，并在0.01mpa的條件下，保持10min。其它與具體實(shí)施方式一至六相同。

具體實(shí)施方式八：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至七之一不同的是：步驟四中重復(fù)步驟三20次。其它與具體實(shí)施方式一至七相同。

具體實(shí)施方式九：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至八之一不同的是：步驟五中在溫度為100℃的條件下，反應(yīng)24h。其它與具體實(shí)施方式一至八相同。

具體實(shí)施方式十：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至九之一不同的是：步驟六中在溫度為100℃的條件下，反應(yīng)10h。其它與具體實(shí)施方式一至九相同。

采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果：

實(shí)施例一：

一種用于磁感應(yīng)加熱磁性木材的制備方法是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、將磁性納米粒子與水溶性表面活性劑混合，然后在溫度為70℃的條件下，反應(yīng)12h，最后冷卻至室溫，得到含有磁性納米粒子前驅(qū)體溶液；

所述的磁性納米粒子與水溶性表面活性劑的質(zhì)量比為10:1；

二、將木材浸漬至含有磁性納米粒子前驅(qū)體溶液中，并放置于真空干燥箱中；

三、將真空干燥箱抽真空至0.01mpa，并在0.01mpa的條件下，保持10min，保持后放氣；

四、重復(fù)步驟三20次，得到循環(huán)處理后的混合溶液；

五、將循環(huán)處理后的混合溶液轉(zhuǎn)移至不銹鋼反應(yīng)釜中，在溫度為100℃的條件下，反應(yīng)24h，然后冷卻至室溫，得到反應(yīng)后的混合溶液；

六、將反應(yīng)后的混合溶液轉(zhuǎn)移至加蓋的燒杯中，在溫度為100℃的條件下，反應(yīng)10h，然后取出磁性木材，在溫度為70℃的條件下，干燥磁性木材，即得到用于磁感應(yīng)加熱的磁性木材；

步驟二中所述的木材為20×20×10mm³的楊木塊；

步驟一中所述的磁性納米粒子為fe3o4。

步驟一中所述的水溶性表面活性劑為油酸鈉。

圖1為實(shí)施例一制備的用于磁感應(yīng)加熱的磁性木材在頻率為35khz交變磁場下溫度變化曲線；由圖可知在交變磁場下加熱10分鐘磁性木材的溫度上升至70℃。

圖2為實(shí)施例一制備的用于磁感應(yīng)加熱的磁性木材在頻率為35khz交變磁場下10min的紅外熱成像照片；由圖可知，圖中間的磁性木材在交變磁場下紅外熱圖片明顯變化，表明其表面溫度升高。

圖3為實(shí)施例一制備的用于磁感應(yīng)加熱的磁性木材的室溫磁滯回線；由圖可知本實(shí)施例制備得到磁性木材的飽和磁化強(qiáng)度為26emu/g，具有優(yōu)異的磁性。

圖4為實(shí)施例一制備的用于磁感應(yīng)加熱的磁性木材被外界磁鐵吸引的宏觀照片。由圖可知制備的磁性木材能夠被外界磁鐵吸引，具有優(yōu)異的磁性。