[发明专利]负载CuO的超顺磁性材料及其制备方法

权利要求书

1.一种负载CuO的超顺磁性材料，其特征在于由超顺磁性粒子、介孔材料层和负载在介孔材料层内外表面的CuO构成，超顺磁性粒子被介孔层包覆，CuO位于介孔材料层孔道内外表面；所述的超顺磁性粒子由具有超顺磁性的金属氧化物与磁性金属中的一种或以上组成；金属氧化物是铁氧体或类铁氧体，铁氧体化学组成为RFe₂O₄，类铁氧体组成为R^IIM^III₂O₄，R是Fe、Zn、Co、Ni、Ba、Cu、Mn中的一种或一种以上，M是Co、Ni、Cr、Sm、Dy、Nd、Pr、Gd中的一种或一种以上；所述磁性金属包括Fe、Co或Ni或其与Cr、Sm、Dy、Nd、Pr、Gd的合金；所述的介孔材料层是分子筛，或者是由内层无定型SiO₂与外层分子筛构成；所述的介孔材料层是分子筛时，分子筛直接包覆超顺磁性粒子；所述介孔材料层由内层无定型SiO₂与外层分子筛构成时，超顺磁性粒子先由无定型SiO₂包覆，然后SiO₂包覆的超顺磁性材料再被分子筛包覆，形成复合核壳结构。

2.根据权利要求1所述的负载CuO的超顺磁性材料，其特征在于所述分子筛是硅基分子筛，硅基分子筛包括MCM系列分子筛、SBA-n系列分子筛或MSU-X系列分子筛。

3.根据权利要求2所述的负载CuO的超顺磁性材料，其特征在于所述的MCM系列分子筛是MCM-41、MCM-49、MCM-22、MCM-50、MCM-56或MCM-48；SBA-n系列分子筛是SBA-1、SBA-2、SBA-3、SBA-6、SBA-11、SBA-12、SBA-15或SBA-16。

4.根据权利要求3所述的负载CuO的超顺磁性材料，其特征在于所述CuO粒径小于15nm，超顺磁性粒子粒径为5-25nm。

5.一种负载CuO的超顺磁性材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)共沉淀法制得超顺磁性粒子或其不溶性前驱物，洗涤；所述不溶性前驱物是指能在加热分解条件下生成超顺磁性粒子的沉淀或溶胶，包括含有Fe^III、R^II的氧化物、草酸盐、碳酸盐、氢氧化物，R是Fe、Zn、Co、Ni、Ba、Cu中的一种或一种以上；或者是含有M^III、R^II的氧化物、草酸盐、碳酸盐、氢氧化物，M是Cr、Sm、Dy、Nd、Pr、Gd中的一种或一种以上，R是Fe、Zn、Co、Ni、Ba、Cu、Mn中的一种或一种以上。

(2)溶胶-凝胶法在超顺磁性粒子表面或其不溶性前驱物表面化学反应覆盖一层致密的SiO₂或/和分子筛，分离，洗涤，过滤，干燥；

(3)气氛中程序升温至823K，并在823K-1123K保温1-8小时，即得到粉末样品；

(4)将步骤(3)所得样品浸入可溶性铜盐溶液中，分离，洗涤，过滤，干燥；气氛中在573K-873K灼烧1-5小时，冷却，即得负载CuO的超顺磁性材料。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于步骤(2)中，所述溶胶-凝胶法是指利用硅酸酯在含水溶液中水解生成硅氧化物的合成方法，在含有超顺磁性粒子或其前驱物沉淀的溶液中不添加与添加模板剂时硅酸酯水解分别生成SiO₂层与分子筛层，反应温度非水热时在273K-363K范围，水热条件下在温度373K-473K下进行；所述模板剂为阳离子或非离子表面活性剂；步骤(3)和(4)中，所述气氛是常用的惰性气氛或还原气氛，惰性气氛包括N₂、He、Ar或CO₂，还原气氛包括活性炭、CO、N₂或H₂。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于步骤(3)中，所述程序升温是以0.5-5K/min的速率由室温升至823K。