一种多元磁性介孔催化剂的制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种多元磁性介孔催化剂的制备方法和应用，属于材料科学、纳米材料、化工、催化等技术领域。本发明是将表面羧基化的Fe₃O₄微球、硝酸锌、三聚氰氯基三元羧酸H₃L和正硅酸乙酯一步超声制得Fe₃O₄@-MOF@SiO₂，将该复合材料浸渍硝酸银溶液、紫外光照还原Ag⁺，制得表面锚固了纳米Ag的一种多元磁性介孔催化剂。本催化剂具有优异的催化还原4-硝基苯酚为4-氨基苯酚、催化苯乙烯氧化为苯基环氧乙烷的性能，在非均相催化氧化和还原反应中具有良好的应用前景。

主权项

一种多元磁性介孔催化剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：（1）制备表面羧基化Fe₃O₄ 微球向40mL乙二醇中加入1.40‑1.45g 三氯化铁、0.50‑0.70g柠檬酸三钠、2.5‑3.0g醋酸钠，室温超声分散5min，将混合液转移到100 mL的高压釜中，加热到200℃，保温8h‑10h，冷到室温，用磁铁吸附分离，将固体用体积比为1:1的乙醇和水的混合物洗3次，每次均用磁铁吸附分离，干燥，制得表面羧基化的Fe₃O₄ 微球；所述Fe₃O₄ 微球，粒径为150‑180nm；（2）制备Fe₃O₄ @MOF @SiO₂将1.2‑1.5g 硝酸锌溶于5‑10mL水，制得硝酸锌的水溶液，将该硝酸锌水溶液加入到含1.0g 三元羧酸H₃L、0.02‑0.03gFe₃O₄ 微球的50‑60mL DMF中，在50‑70℃、100W超声条件下，在50‑70min滴加7‑10 mL正硅酸乙酯，继续超声10min，静置冷却后，离心分离，得到Fe₃O₄ @MOF @SiO₂，产率为82‑85%；所述H₃L，制备步骤如下：向13‑15 mmol 的4‑氨基苯甲酸中，在搅拌条件下，加入20mL、含15‑17 mmol 氢氧化钠的水溶液，加入5mL、含3mmol 三聚氰氯的二氧六环溶液，加热回流10‑12h，用盐酸调 pH 为2‑3，过滤，将滤出的固体用水洗涤三次，得H₃L，产率为85‑88%，H₃L分子式为C₂₄H₁₈N₆O₆；（3）制备Fe₃O₄@MOF @SiO₂ @Ag将Fe₃O₄@MOF @SiO₂用甲醇浸渍并置换DMF 10‑12h，加热到90‑110℃，保温7‑10h脱除甲醇；冷却到室温，加入1mmol/L AgNO₃的乙醇溶液2.0‑4.0 mL，避光浸渍12h；离心分离，并用乙醇洗涤得到的固体粉末3次；加乙醇2‑6mL，用紫外灯光照10‑12h，用壁外磁铁收集固体粉体，并用体积比为1:1的乙醇和水洗涤3次，干燥，制得表面锚固了纳米Ag的多元磁性介孔催化剂，即Fe₃O₄ @MOF @SiO₂ @Ag。