[发明专利]四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂，其特征在于：所述催化剂是以“花瓣”状结构的二氧化锰为功能壳层、多尺寸四氧化三铁为磁性核，以二氧化硅为保护层以保护磁性核，是具有磁性核/保护层/功能壳层三层复合结构的磁性催化剂。

2.根据权利要求1所述的四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂，其特征在于：所述功能壳层的厚度为5～20nm。

3.根据权利要求1所述的四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂，其特征在于：所述磁性核的直径为10～150 nm。

4.根据权利要求1所述的四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂，其特征在于：所述保护层的厚度为5～20 nm。

5.权利要求1所述的四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）四氧化三铁/二氧化硅纳米粒子的制备：将四氧化三铁纳米粒子溶于环己烷中得到浓度为0.02g/mL的混合溶液，超声8~15min后，加入环己烷、曲拉通、正己醇和H₂O，搅拌形成微乳液，在25~35℃下搅拌25~35min后加入正硅酸乙酯，反应0.5~1.5小时后加入氨水，反应20~30h，反应结束后加入乙醇破乳，然后在外磁场作用下，从悬浮液中分离出所制备的复合纳米粒子，洗涤、干燥得到四氧化三铁/二氧化硅纳米粒子；

（2）四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂的制备：将四氧化三铁/二氧化硅纳米粒子分散在去离子水中得到浓度为0.1g/mL的四氧化三铁/二氧化硅纳米粒子水溶液，缓慢加入高锰酸钾水溶液和氧化锌，在180℃～250℃的条件下反应1～4小时，冷却到室温，磁分离复合粒子，洗涤、干燥得到四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂。

6.根据权利要求5所述的四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中混合溶液、环己烷、曲拉通、正己醇、H₂O、正硅酸乙酯、氨水和乙醇的体积比为1：1.1：0.5：2：10：2：0.1：5。

7.根据权利要求5所述的四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中高锰酸钾水溶液的浓度为0.5～10 mg/mL。

8.根据权利要求5所述的四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中四氧化三铁/二氧化硅纳米粒子水溶液和高锰酸钾水溶液的体积比为1：2～20。

9.根据权利要求5所述的四氧化三铁/二氧化硅/二氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中氧化锌的质量为高锰酸钾水溶液中高锰酸钾质量的0.1~1%。