[發明專利]一種鋰皂石/鐵酸鈷多孔納米復合材料及其制備方法和作為磁性催化劑的應用

有效

• 申請號: 202010036574.X
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111167454B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 楊超;魏丹娣;武榮蘭;王吉德;王璐
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J35/10;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉瀟

1.一種鋰皂石/鐵酸鈷多孔納米復合材料，所述復合材料具有多孔的短柱狀形貌，比表面積為80~120m²/g；所述短柱狀形貌的平均尺寸為3.8μm×1.6μm；

所述復合材料中鋰皂石嵌入鐵酸鈷納米顆粒中；

所述鋰皂石/鐵酸鈷多孔納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將鋰皂石粉體、水和草酸鈉混合分散，得到鋰皂石分散液；

（2）將硫酸亞鐵、硫酸鈷和水混合溶解，得到鐵鈷溶液；

（3）將所述鐵鈷溶液加入至鋰皂石分散液中混合進行配位反應，得到固體沉淀；

（4）將所述固體沉淀依次進行洗滌、干燥和焙燒，得到所述鋰皂石/鐵酸鈷多孔納米復合材料；

所述步驟（1）和步驟（2）沒有時間順序的限制；

所述步驟（1）中，鋰皂石粉體與草酸鈉的質量比為（0.01~1.2）:4；所述步驟（2）中硫酸亞鐵、硫酸鈷和步驟（1）中草酸鈉的摩爾比為2:1:（3~3.6）。

2.根據權利要求1所述的鋰皂石/鐵酸鈷多孔納米復合材料，其特征在于，所述復合材料的孔容為0.38~0.45cm³/g、孔徑為10~20nm。

3.權利要求1或2所述鋰皂石/鐵酸鈷多孔納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將鋰皂石粉體、水和草酸鈉混合分散，得到鋰皂石分散液；

（2）將硫酸亞鐵、硫酸鈷和水混合溶解，得到鐵鈷溶液；

（3）將所述鐵鈷溶液加入至鋰皂石分散液中混合進行配位反應，得到固體沉淀；

（4）將所述固體沉淀依次進行洗滌、干燥和焙燒，得到所述鋰皂石/鐵酸鈷多孔納米復合材料；

所述步驟（1）和步驟（2）沒有時間順序的限制；

所述步驟（1）中，鋰皂石粉體與草酸鈉的質量比為（0.01~1.2）:4；所述步驟（2）中硫酸亞鐵、硫酸鈷和步驟（1）中草酸鈉的摩爾比為2:1:（3~3.6）。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，鋰皂石粉體與水的用量比為0.01~1.2g:100mL。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中混合分散的方法具體為：

將鋰皂石粉體與水混合進行第一超聲分散，得到第一分散液；

然后將所述第一分散液與草酸鈉混合依次進行第二超聲分散和攪拌分散，得到鋰皂石分散液。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述第一超聲分散和第二超聲分散的功率獨立為150~250W、頻率獨立為20~60kHz；所述第一超聲分散的時間為5~20min；所述第二超聲分散的時間為10~30min；所述攪拌分散的轉速為200~800r/min，所述攪拌分散的時間為30~120min。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中鐵鈷溶液中硫酸亞鐵的摩爾濃度為0.1~0.3mol/L。

8.根據權利要求3或7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中混合溶解的方法具體為：將硫酸亞鐵、硫酸鈷和水混合進行第三超聲分散，得到鐵鈷溶液；所述第三超聲分散的功率為150~250W、頻率為20~60kHz。

9.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（4）中干燥的溫度為60~120℃，時間為12~24h；所述焙燒的溫度為350~700℃，時間為1~5h；所述焙燒之后還包括：對焙燒產物依次進行洗滌和干燥。

10.權利要求1或2所述鋰皂石/鐵酸鈷多孔納米復合材料或權利要求3~9任意一項所述制備方法得到的鋰皂石/鐵酸鈷多孔納米復合材料作為磁性催化劑在催化氧化降解有機染料中的應用。