[发明专利]一种纯相铁酸镍纳米材料及其制备方法、一种芳胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁酸镍纳及其制备方法、芳胺制备方法的领域，具体涉及一种纯相铁酸镍纳米材料及其制备方法、一种芳胺的制备方法。

背景技术

芳胺是一种重要的有机中间体和原料，用于合成农药、医药、橡胶助剂、燃料和颜料、合成树脂、纺织助剂、表面活性剂、感光材料等。芳胺可由相应的硝基芳香族化合物还原得到。还原方法有很多，其中硼氢化物还原硝基芳香族化合物因反应条件温和、反应速度快、产率高和过程简单而备受关注。在使用硼氢化物进行还原时，需要加入催化剂催化，目前对于芳胺的非均相催化剂主要集中于贵金属，例如Au单质，Ag单质，Pt/C复合物，Ag/SiO₂复合物，Pt-Ni为催化剂等；也可以在过量的硼氢化钠条件下还原硝基芳香族化合物为芳胺。虽然这些催化剂的性能优异，但是贵金属本身高昂的价格、催化剂难以回收再利用等缺点严重限制了该类催化剂的使用，而且硼氢化物价格昂贵，使用过量的硼氢化物更是提高了生产成本，难以符合日益追求高效益的工业化过程。

具有尖晶石结构的铁氧体MFe₂O₄，其中M=Fe、Co、Ni、Cu,是最重要的磁性材料之一，在尖晶石铁氧体中，铁酸镍是一种广为人知的反尖晶石结构的磁性材料，具有铁氧体磁性和源于四面体位Fe³⁺离子和八面体位Ni²⁺离子之间的反平行自旋的磁矩。铁酸镍纳米晶体因其独特的物理化学性能，包括适中的饱和磁化强度、高的居里温度、优异的化学稳定和高的机械硬度而备受瞩目，已广泛应用于磁共振成像、能量转移、储存、催化剂、传感技术和自旋电子学等领域。

因此，使用过渡金属及其氧化物作为催化剂，直接催化还原硝基芳香族化合物制备芳胺是一条有效的途径。

发明内容：

本发明要解决的一个技术问题是提供一种纯相铁酸镍纳米材料。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种纯相铁酸镍纳米材料的制备方法。

本发明还要解决的一个技术问题是提供一种芳胺的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种纯相铁酸镍纳米材料：纯相铁酸镍为八面体纳米磁性颗粒，粒径为50-120nm。

本发明提供一种纯相铁酸镍纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

a、将表面活性剂与正己烷和异丙醇搅拌混合，得到溶液A；将表面活性剂与正己烷和异丙醇搅拌混合，得到溶液B；

b、取金属镍盐和金属铁盐配成的混合盐溶液，逐滴加入到溶液A中，搅拌20-40分钟，得悬浊液A，将碱剂逐滴加入到所述溶液B中，搅拌20-40分钟，得悬浊液B；

c、将悬浮液B逐滴加入至悬浮液A中，搅拌2-4h，得到乳液；

d、将乳液倒入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢釜中，加热，恒温反应，然后自然冷却至室温，得到红棕色产物；

e、将步骤d所得产物用去离子水清洗3-6次后再用乙醇清洗3-6次，将产物真空干燥干燥，得催化剂铁酸镍。

步骤a所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

步骤b中所述悬浊液A中表面活性剂与金属镍盐中的镍摩尔比为5:1-40:1，悬浊液A中正己烷与金属镍盐中的镍摩尔比为200:1-1500:1,悬浊液A中异丙醇与金属镍盐中的镍摩尔比为20:1-1000:1；所述悬浊液B中表面活性剂与悬浊液A中金属镍盐中的镍摩尔比为9:1-50:1,所述悬浊液B中正己烷与悬浊液A中金属镍盐中的镍的摩尔比为240:1-1900:1,所述悬浊液B中异丙醇与悬浊液A中金属镍盐中的镍摩尔比为150:1-1200:1。

步骤b所取混合盐溶液中金属镍盐和金属铁盐的物质的量的比为金属镍盐中的镍：金属铁盐的铁=1:2。

步骤b所述金属镍盐为六水合氯化镍或六水合硫酸镍任意一种，金属铁盐为九水合硝酸铁或六水合氯化高铁任意一种。

步骤b所述碱剂为：氢氧化钠或氢氧化钾任意一种，浓度为0.25-1.50mol/L，悬浊液B中碱剂与悬浊液A中金属镍盐中的镍物质的量之比为悬浊液B中碱剂：悬浊液A中金属镍盐中的镍=3:1-150:1。

步骤d中所述恒温反应为150-190℃反应12-18h。

步骤e所述真空干燥为25-60℃下干燥6-24h。

本发明还公开了芳胺的制备方法，用本发明所制备的纯相铁酸镍为催化剂，催化还原硝基芳香族化合物得到芳胺。

铁酸镍作为催化剂在催化还原硝基芳香族化合物制备芳胺的方法为：