四氧化三铁纳米粒子(Fe3O4NPs)在诸多领域得到了广泛的应用。在Fe3O4 NPs的制备方法中,共沉淀法因其简便易行的特点受到众多研究者的青睐,但其也存在颗粒团聚、粒径分布较宽等缺点。微通道反应器可强化传质传热、更好地控制快速反应,得到粒径可控、分布窄的颗粒,减少颗粒团聚。微通道反应器中Fe3O4 NPs的连续合成工艺的开发研究,有助于解决共沉淀法制备Fe3O4过程中存在的问题,也为实现工业连续化打下基础。制得的小粒径Fe3O4应用于水基磁流体的制备中,有利于得到稳定性较好的磁流体。本论文采用微管反应器装置,通过共沉淀合成法连续合成Fe3O4 NPs,并考察各反应条件及表面活性剂对制备颗粒粒径的影响,对Fe3O4NPs连续合成工艺进行探索,并将制得颗粒应用于稳定性较好的水基磁流体的制备中。主要研究内容和结果如下:首先设计简易的微管反应器装置,使用硫酸铁[Fe2(SO4)3]和硫酸亚铁(FeSO4)为原料,氧氧化钠(NaOH)为沉淀剂,通过化学共沉淀法连续合成Fe3O4NPs,反应过程中通道不堵塞。其中产品受到氮气保护,且流体流动因氮气搅拌得到改善。考察了微反应器的螺旋直径、反应温度、反应物浓度、溶液A和溶液B的流量比、反应物流速及沉积时间等条件对Fe3O4粒径的影响。实验结果表明:增大反应器螺旋直径和沉积时间,NPs粒径变大;增大反应物温度,NPs粒径减小;提高溶液A与B流速比,NPs粒径先减小后增大。反应物浓度和流速在实验条件下对NPs粒径没有明显影响。实验可以得到最小粒径为9.11 nm的Fe3O4 NPs。形貌表征和结构分析结果证实制备的Fe3O4NPs为球形颗粒,颗粒团聚严重;磁性能分析结表明其呈现出超顺磁性,饱和磁化强度为53 emu.g-1。接着向反应液中添加表面活性剂,从中选取有潜力的表面活性剂(PVP、CTAB)进行反应温度、表面活性剂含量、加料方式、沉积时间等因素对颗粒粒径的影响探究。实验结果表明,当加入PVP时,颗粒粒径在温度为70℃时有最小值,约为8.45 nm,加入CTAB时,反应温度对颗粒粒径无明显影响;反应液中表面活性剂浓度增加,颗粒粒径呈现出首先逐渐减小后增大的趋势,最佳浓度均为40wt%(相对于理论Fe3O4量);表面活性剂的加料方式对颗粒平均粒径有较小影响,粒径基本在8.4-9.0nm之间变化;PVP对液体中的颗粒团聚具有显著抑制作用,CTAB则并无太突出的抑制颗粒团聚的作用。形貌表征和结构分析表明,表面活性剂作用的颗粒仍为球形结构,粒径有所减小,团聚情况有所减轻,表面活性剂在颗粒表面有一定量的吸附;PVP作用样品的饱和磁化强度约为55 emu/g,CTAB作用样品的饱和磁化强度约为48 emu·g-1,两种颗粒均呈超顺磁性。最后为了探索微管反应器中制备得到的Fe3O4NPs的应用方向,对进一步制备水基磁流体进行了初步研究。探究了表面活性剂种类、用量、制备温度、搅拌速率等条件对磁流体稳定性的影响,并通过Zeta电位测试验证其稳定性。研究表明,OA、PEG4000、PVP按顺序包覆颗粒后制得的磁流体具有最好的稳定性;表面活性剂最佳用量为:40%OA,60%PEG4000,40%PVP;OA包覆温度为80℃时制备出的磁流体有最好的稳定性,OA包覆温度很大程度上决定磁流体稳定性,表面活性剂最佳包覆温度为:OA 80℃,PEG 4000 50℃,PVP 30℃;随着机械搅拌速率提高,稳定性先升高后降低,速率为600r/min时稳定性最好;OA/PEG 4000/PVP包覆磁流体Zeta电位达到-40 mV,证明三种表面活性剂依次包覆起到了较好的分散稳定作用,稳定时间超过30天。