[发明专利]具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于对硝基苯酚催化转化和光催化氧化还原过程中的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，该催化剂包括载体和定向组装在所述载体表面的铜纳米颗粒；其中，所述载体为磁性中空微球；所述磁性中空微球为表面沉积有磁性纳米颗粒的中空微球；

所述漂浮型磁性微球催化剂的制备包括如下步骤：

提供磁性中空微球，所述磁性中空微球为表面沉积有磁性纳米颗粒的中空微球；

在所述磁性中空微球表面定向辅助组装铜纳米颗粒；

热处理；

所述磁性中空微球的制备包括如下步骤：

将中空微球依次处理于表面处理液、活化溶液、含磁性离子的混合溶液，水浴搅拌，过滤，干燥，筛除团聚物，得所述磁性中空微球；

所述表面处理液溶质为偶联剂；

所述活化溶液为银氨溶液；

所述含磁性离子的混合溶液的组成为：硫酸钴5-20 g/L，硫酸5-20 g/L，次亚磷酸钠20-70 g/L，酒石酸钾钠20-70 g/L，硫酸铵20-60 g/L的混合水溶液，并加入氨水调pH至9-11；

在磁性中空微球表面定向辅助组装铜纳米颗粒的方法包括如下步骤：

将磁性中空微球分散于铜盐混合溶液中，水浴中搅拌、分离、洗涤、干燥，收集待用；

所述铜盐混合溶液组成为铜盐、稳定剂、还原剂、pH调节剂；

所述热处理为水热釜加压氧化热处理，处理温度为100-200℃，处理时间为5-24 h；

所述水热釜加压氧化热处理，溶液为水溶液，溶质为过氧化氢和氢氧化钠。

2.根据权利要求1所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述催化剂的密度小于水。

3.根据权利要求1所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述催化剂中，铜纳米颗粒的负载量为0.01-30wt%。

4.根据权利要求1所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述铜纳米颗粒的粒径为0.01-3μm。

5.根据权利要求1所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述铜纳米颗粒的粒径为0.05-1μm。

6.根据权利要求1所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述铜纳米颗粒的组成选自铜、氧化亚铜、氧化铜中的一种或两种混合或三种混合。

7.根据权利要求1所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述磁性中空微球的密度小于水。

8.根据权利要求7所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述磁性中空微球的密度为0.05-0.95 g/cm³。

9.根据权利要求7所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述中空微球的材质选自玻璃、聚合物或碳。

10.根据权利要求1所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述表面处理液溶剂为无水乙醇、蒸馏水中的一种或两种。

11.根据权利要求1所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述活化溶液的浓度为0.001-0.5mol/L。

12.根据权利要求1所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述磁性中空微球的制备中，所述水浴的温度为30-100℃。

13.根据权利要求1所述的具有异质复合球壳结构的漂浮型磁性微球催化剂，其特征在于，所述磁性中空微球的制备中，所述水浴的温度为50-70℃。