[发明专利]一种铃铛型Fe3O4纳米反应器及其制备与应用

权利要求书

1.一种铃铛型Fe₃O₄纳米反应器，其特征在于所述反应器以Fe₃O₄颗粒为核心，在核心表面通过Stober法包覆硅胶层，形成Fe₃O₄@SiO₂复合物；再在Fe₃O₄@SiO₂复合物表面，通过二茂铁和H₂O₂在丙酮中反应形成Fe₃O₄/C壳层，获得Fe₃O₄@SiO₂@Fe₃O₄/C复合物；最后利用氨水将硅胶层除去，获得所述铃铛型Fe₃O₄纳米反应器。

2.如权利要求1所述铃铛型Fe₃O₄纳米反应器，其特征在于所述Fe₃O₄@SiO₂复合物按如下方法制备：将Fe₃O₄颗粒用水悬浮制成0.02g/mL的悬液，加入质量浓度25～28％氨水，搅拌混匀，接着缓慢滴加四乙氧基硅烷，室温下搅拌10小时，反应液磁分离后用乙醇清洗，60℃干燥6小时，即得Fe₃O₄@SiO₂复合物；所述氨水体积用量以Fe₃O₄颗粒重量计为4～6ml/g，所述乙醇体积用量以Fe₃O₄颗粒重量计为150～400ml/g；所述四乙氧基硅烷体积用量以Fe₃O₄颗粒重量计为2～5ml/g。

3.如权利要求1所述铃铛型Fe₃O₄纳米反应器，其特征在于所述Fe₃O₄@SiO₂@Fe₃O₄/C复合物按如下方法制备：将Fe₃O₄@SiO₂复合物溶于丙酮中，加入二茂铁，搅拌混合半小时，接着缓慢滴加H₂O₂，继续搅拌2小时，加热至210℃密闭反应48小时，反应液磁分离后依次用丙酮和乙醇清洗数次，得到Fe₃O₄@SiO₂@Fe₃O₄/C复合物；所述丙酮体积用量以Fe₃O₄@SiO₂复合物重量计为600～800ml/g；所述二茂铁与Fe₃O₄@SiO₂复合物重量比为1～3：1；所述H₂O₂体积用量以Fe₃O₄@SiO₂复合物重量计为15～25ml/g。

4.如权利要求1所述铃铛型Fe₃O₄纳米反应器，其特征在于除去硅胶层的方法为：将Fe₃O₄@SiO₂@Fe₃O₄/C复合物用去离子水悬浮再加入质量浓度25～28％氨水，在150℃密闭反应6小时，反应结束后，反应液磁性分离后用去离子水洗涤3～4次，干燥，得到含有空腔结构且核壳均含Fe₃O₄组分的铃铛型Fe₃O₄纳米反应器；所述氨水体积用量以Fe₃O₄@SiO₂@Fe₃O₄/C复合物重量计为18～25ml/g。