[发明专利]一种铁酸镍催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种铁酸镍/稻壳炭复合物及其制备方法，所述复合物是由铁酸镍纳米粒子负载在层状结构的稻壳炭上得到，其负载量为10%‑50%；其步骤为：将稻壳炭置于无水乙醇中超声分散，硝酸铁和硝酸镍加入到无水乙醇中搅拌溶解，二者体系混合均匀后滴加氢氧化钠溶液，继续搅拌均匀后，放入水热釜中置于烘箱中反应，然后洗涤，冷冻干燥，获得片层状铁酸镍/稻壳炭复合物。本发明制备的铁酸镍/稻壳炭复合物作为催化剂，在室温下时，催化还原硝基苯酚，其还原速率达0.8772 min^‑1，极大地提高了其单个组分的催化活性，具有优异的催化还原效果。

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种铁酸镍/稻壳炭复合物及其制备方法。

背景技术

硝基苯酚（Nitrophenol）是大多数化工生产中使用比例很大的初始反应原料，但其本身却被美国环境保护组织（USEPA）评为世界上最毒的114种有机污染物之一，对自然生态环境和人类身体健康都造成了相当大的威胁。此外，它还是许多工业生产过程中的副产物，如在硝基苯的制备过程中，二硝基苯酚、三硝基苯酚都是主要副产物，与硝基苯酚相比，多硝基苯酚更是导致人类畸形和癌变的主要因素之一。然而，其还原产物氨基苯酚（Aminophenol）是精细化工工业生产的重要中间体，广泛应用于染料、医药、表面活性剂等领域。因此，此项“变废为宝”的研究已经引起了广泛的关注。到目前为止虽有众多方法制得氨基苯酚，但其转化率和产率都有待更深层次的提高。Zhang等人溶液热法制备了铁酸铜–石墨烯纳米复合催化剂催化还原硝基苯酚[Zhang H, Gao S, Shang N, et al. Copperferrite–graphene hybrid: a highly efficient magnetic catalyst forchemoselective reduction of nitroarenes [J]. RSC Advances, 2014, 4(59):31328-31332.]。Lin等人通过热分解的方法得到Au−Fe₃O₄颗粒催化还原硝基苯酚[Lin F,Doong R. Bifunctional Au−Fe₃O₄ heterostructures for magnetically recyclablecatalysis of nitrophenol reduction [J]. The Journal of Physical Chemistry C,2011, 115(14): 6591-6598.]。Tang等人通过溶胶-凝胶的方法制备了FeCoNi-SiO₂[TangG D, Hou D L, Zhang M, et al. Influence of preparing condition on magneticproperties of the FeCoNi–SiO₂ granular alloy solids [J]. Journal of Magnetismand Magnetic Materials, 2002, 251(1): 42-49.]。但是水热法制备的铁酸镍/稻壳炭纳米复合物用于催化还原硝基苯酚还未被报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一个铁酸镍/稻壳炭复合物、制备方法及其应用。

实现本发明的技术解决方案为，一种铁酸镍/稻壳炭复合物，所述复合物是由铁酸镍纳米粒子负载在层状结构的稻壳炭上得到，其负载量为10%-50%。

上述铁酸镍/稻壳炭复合物采用以下步骤制备：

第一步，将稻壳炭在无水乙醇中超声分散；

第二步，将铁盐和镍盐按照摩尔比2:1在无水乙醇中搅拌溶解；

第三步，将第一步所得的稻壳炭分散液与第二步所得的溶液混合，并搅拌；

第四步，再逐滴加入氢氧化钠溶液调节pH值至10± 0.1，继续搅拌；