[发明专利]一种铁锰氧体-金纳米催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种铁锰氧体-金纳米催化剂，其特征在于，所述铁锰氧体-金纳米催化剂包括铁锰氧体、纳米金颗粒和负价金离子，所述纳米金颗粒和负价金离子共同沉积在铁锰氧体表面；

所述铁锰氧体-金纳米催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将铁锰氧体与超纯水混合，超声，加入Au³⁺溶液，搅拌，得到铁锰氧体-Au³⁺分散液；

（2）将步骤（1）中得到的铁锰氧体-Au³⁺分散液置于光照条件下进行还原反应，通入N₂去除溶液中的O₂，同时加入牺牲剂，继续反应，过滤，清洗，干燥，得到铁锰氧体-金纳米催化剂；所述牺牲剂为甲醇、甲酸、草酸铵和乙醇中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的铁锰氧体-金纳米催化剂，其特征在于，所述铁锰氧体-金纳米催化剂中纳米金颗粒和负价金离子的总含量为1.15wt%～3.92wt%。

3.根据权利要求1或2所述的铁锰氧体-金纳米催化剂，其特征在于，所述铁锰氧体为纳米颗粒，粒径为20nm～100nm。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述的铁锰氧体-金纳米催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将铁锰氧体与超纯水混合，超声，加入Au³⁺溶液，搅拌，得到铁锰氧体-Au³⁺分散液；

S2、将步骤S1中得到的铁锰氧体-Au³⁺分散液置于光照条件下进行还原反应，通入N₂去除溶液中的O₂，同时加入牺牲剂，继续反应，过滤，清洗，干燥，得到铁锰氧体-金纳米催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述铁锰氧体的制备方法包括以下步骤：

（1）将Fe³⁺溶液与Mn²⁺溶液混合，搅拌，得到Fe³⁺和Mn²⁺的混合溶液；

（2）调节步骤（1）中得到的Fe³⁺和Mn²⁺的混合溶液的pH值为碱性，加水稀释，置于反应釜中进行反应，洗涤，干燥，得到铁锰氧体。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述Fe³⁺和Mn²⁺的混合溶液中Fe³⁺、Mn²⁺的摩尔比为2∶1；所述搅拌的转速为400r/min～600 r/min；所述搅拌的时间为10min～30min。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，在搅拌条件下采用NaOH溶液调节Fe³⁺和Mn²⁺的混合溶液的pH值为11～12；所述水的加入量为20mL～40mL；所述搅拌的转速为400r/min～600 r/min；所述反应在温度为170℃～190℃下进行；所述反应的时间为9h～11h。

8.根据权利要求4～7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述铁锰氧体与超纯水的比例为400mg∶40mL～60mL；所述铁锰氧体与Au³⁺溶液的比例为400mg∶1mL～5mL；所述Au³⁺溶液为氯金酸溶液；所述Au³⁺溶液的浓度为10g/L；所述超声在温度为5℃～40℃下进行；所述超声的时间为30min～60min；所述搅拌的转速为400r/min～600r/min；所述搅拌的时间为10min～20min。

9.根据权利要求4～7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述还原反应进行1h后通入N₂；所述N₂持续通入15min～20min；所述铁锰氧体-Au³⁺分散液与牺牲剂的体积比为41～65∶20～30；所述牺牲剂为甲醇、甲酸、草酸铵和乙醇中的至少一种；所述牺牲剂加入后继续反应2h～3h；所述还原反应在转速为400r/min～1500r/min的搅拌条件下进行。