[发明专利]一种强磁性核壳结构纳米铜基水滑石催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种强磁性核壳结构纳米铜基水滑石催化剂，其特征在于，由CuM²⁺Al水滑石LDH壳和Fe₃O₄磁性纳米粒子核组成；该强磁性核壳结构纳米铜基水滑石催化剂表示为Fe₃O₄@CuM²⁺Al-LDH，其组成质量百分比为：

Fe₃O₄磁性纳米粒子        60％～80％

CuM²⁺Al-LDH              20％～40％

这种核壳结构磁性纳米催化剂的粒子尺寸为500～540nm；比饱和磁化强度σ_s为40.2～60.7emu/g，苯酚转化率为38.3～55.5％；

其中M²⁺可以是Mg²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺中的任意一种。

2.一种权利要求1所述的强磁性核壳结构纳米铜基水滑石催化剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：

(1)磁性物质的制备

称取10.73gFeCl₃·6H₂O和28.82g CH₃COONa·3H₂O溶于320ml乙二醇中，转入500ml反应釜中，于200℃晶化8小时，自然冷却至室温，采用钕铁硼永磁铁磁分离，用乙醇和去离子水分别洗涤2-3次，洗涤过程中仍然采用钕铁硼永磁铁磁分离，再于60℃干燥24小时，得到黑色粉体，记为Fe₃O₄；

(2)磁性催化剂的制备

称取0.3～0.5g Fe₃O₄固体分散于80～100ml甲醇或者水中，超声分散0.5～1小时后转入圆底烧瓶中，室温下搅拌；

配制100ml NaOH碱溶液，其摩尔浓度为0.1-2mol/L，记为A液；

按(Cu²⁺+M²⁺)/Al³⁺摩尔比2～3，Cu²⁺/M²⁺摩尔比为0.2，称取Cu(NO₃)₂·3H₂O、M(NO₃)₂·nH₂O和Al(NO₃)₂·9H₂O溶解于100ml醇水混合溶液中，超声得到澄清溶液，记为B液；

将A液和B液同时滴入上述圆底烧瓶中，其中B液的滴速为1～1.5ml/min，A液滴速为0.5～1ml/min，B液滴完后，继续滴加A液至pH值稳定于10，然后将圆底烧瓶转移到水浴中于65℃机械搅拌，晶化24～72小时得到灰黑色悬浮液，采用钕铁硼永磁铁磁分离，用脱CO₂去离子水洗涤三次，洗涤过程中仍然采用钕铁硼永磁铁磁分离，然后于60℃干燥24小时，得到灰黑色粉体，命名为Fe₃O₄@CuM²⁺Al-LDH。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，M²⁺为Mg²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺中的任意一种，无机阴离子为NO₃^-、CO₃^2-中的任意一种。