[發明專利]一種磷鈣相載CuO納米超順磁材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811284759.1
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109616270A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 王璞琳;馬銘
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院;北京賽知科技有限公司
• 主分類號: H01F1/00
• 分類號: H01F1/00
• 代理公司: 廈門福貝知識產權代理事務所(普通合伙) 35235
• 代理人: 郝學江

本發明提供了一種磷鈣相載CuO納米超順磁材料及其制備方法。本發明制備的材料，由CuO微晶納米粒子、超順磁納米粒子和磷鈣相介孔材料構成。其制備方法包括：共沉淀法制備Cu_xM_yCa_z(PO₄)₆(OH)₂(M＝Fe，Co，Ni，2x+3y+2z＝20)的前驅體，該前驅體經水洗、離心、醇洗、干燥，高溫氧化氣氛條件下煅燒，得到的磷鈣相載CuO超順磁材料。本發明制備的材料同時具備催化、蛋白吸附、超順磁性性能。本發明制備方法從分子尺度上解決了材料的均勻性問題，通過界面異相結晶降低了CuO納米粒子的表面勢能，實現了納米CuO的穩定存在。作為主體材料，納米CuO的存在賦予該材料紅外和微波吸收功能，磷鈣相則提供了蛋白吸附活性位點，納米超順磁粒子有助于該粒子在外部磁場中具有超順磁性，便于分離回收。

技術領域

本發明屬于新材料制備領域，具體的涉及一種磷鈣相載CuO納米超順磁材料及其制備方法。

背景技術

金屬銅(Cu)的氧化物CuO作為一種重要的無機材料，在催化、超導、熱導、陶瓷等領域中有廣泛的應用。比如用作催化劑和催化劑載體以及電極活性材料；用作玻璃、瓷器的著色劑；光學玻璃磨光劑；印染廢水有機物催化劑；有機合成的催化劑；油類的脫硫劑、氫化劑；制造人造寶石及其它銅氧化物；用于人造絲的制造，以及氣體分析和測定有機化合物等；還可作為火箭推進劑的燃速催化劑。納米CuO粉體因比表面積大，粒子界面具有更豐富的活性位點，具有比大尺寸CuO粉體更優越的催化活性和選擇性及其他應用性能，如光吸收、熱阻、抗菌、傳感、涂料添加劑等。但是納米CuO由于粒徑小，表面勢能大，容易團聚，不易長時間保存放置，而且制備納米CuO的方法采用高溫高壓水熱法，對制備條件要求高，安全性差，能耗大，同時納米CuO在催化使用過程中難以與新生產物分離，無法回收重復利用。

中國專利CN101106002A公開了一種負載CuO的超順磁性材料及其制備方法。該材料由超順磁性粒子核/硅基分子篩中間層/CuO納米粒子組成，制備過程有三個步驟：首先利用共沉淀法獲得超順磁粒子，然后溶膠-凝膠法在超順磁粒子覆蓋一層硅基分子篩，最后浸漬在Cu²⁺溶液中，經高溫灼燒得到發明產物。整個制備過程繁瑣，不可控因素多，可重復性差。

中國專利CN101157035A公開了一種CuO/Fe₂O₃復合氧化物催化劑及其制備方法，用于CO低溫氧化催化。制備過程使用十六烷基三甲基溴化銨為模板劑，工業應用耗量大，模板劑需高溫煅燒，排放二氧化碳，污染環境。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提供一種分子尺度級分散性優良的磷鈣相載納米CuO超順磁材料及其制備方法。該制備方法從分子尺度上解決了材料的均勻性問題，通過界面異相結晶降低了CuO納米粒子的表面勢能，實現了納米CuO的穩定存在。作為主體材料，納米CuO的存在賦予該材料紅外和微波吸收功能。磷鈣相則提供了蛋白吸附活性位點，納米超順磁粒子有助于該粒子在外部磁場中具有超順磁性，便于分離回收，整個制備過程簡單高效，適合批量制備，成本低廉。

本發明的一個目的是提供一種材料，所述材料包括CuO微晶納米粒子、超順磁納米粒子和磷鈣相介孔材料。

具體的，所述材料還包括下述1)-5)所述中的至少一種：

1)所述CuO微晶納米粒子中，CuO晶體大小為16nm-100nm；

2)所述超順磁納米粒子中的化學成分為金屬氧化物；再具體的，所述金屬氧化物包括M₃O₄，其中M是Fe、Co或Ni中的任意一種；

3)所述磷鈣相介孔材料的化學成分包括羥基磷灰石(HA)、α-磷酸三鈣(α-TCP)、β-磷酸三鈣(β-TCP)、和/或偏磷酸鈣(CMP)；