[发明专利]磁性催化剂及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种磁性催化剂，其特征在于，所述磁性催化剂包括多孔碳材料载体、铜纳米粒子以及磁性四氧化三铁纳米粒子，其中，所述铜纳米粒子包覆在所述多孔碳材料载体的内部，所述多孔碳材料载体的外表面具有凹孔，所述磁性四氧化三铁纳米粒子嵌设在所述凹孔中；

所述磁性催化剂的制备方法包括以下步骤：

制备铜基金属有机框架：均苯三甲酸的无水乙醇溶液、三水合硝酸铜的水溶液混合得到混合溶液，对所述混合溶液进行溶剂热处理，得到所述铜基金属有机框架；

负载：将所述铜基金属有机框架浸渍于含有三价铁离子的水溶液中，超声干燥，使所述铜基金属有机框架上负载有三价铁离子；

焙烧：在惰性气体氛围中，将负载有三价铁离子的所述铜基金属有机框架进行焙烧，得到所述磁性催化剂。

2.一种如权利要求1所述磁性催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

制备铜基金属有机框架：均苯三甲酸的无水乙醇溶液、三水合硝酸铜的水溶液混合得到混合溶液，对所述混合溶液进行溶剂热处理，得到所述铜基金属有机框架；

负载：将所述铜基金属有机框架浸渍于含有三价铁离子的水溶液中，超声干燥，使所述铜基金属有机框架上负载有三价铁离子；

焙烧：在惰性气体氛围中，将负载有三价铁离子的所述铜基金属有机框架进行焙烧，得到所述磁性催化剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述制备铜基金属有机框架的步骤中，溶剂热处理的条件为：从室温以0.15～0.3℃/分钟的升温速率升温至80～100℃，在80～100℃温度条件下恒温10-15小时，再以0.15～0.3℃/分钟的升温速率升温至110～130℃，在110～130℃温度条件下恒温45-50小时。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述制备铜基金属有机框架的步骤中，溶剂热处理的条件为：从室温以0.2℃/分钟的升温速率升温至90℃，在90℃温度条件下恒温12小时，再以0.2℃/分钟的升温速率升温至110℃，在110℃温度条件下恒温48小时。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述制备铜基金属有机框架的步骤中，均苯三甲酸与三水合硝酸铜的摩尔比为1:1～1:2；无水乙醇与水的体积比为1:0.8～1:1.5；在所述均苯三甲酸的无水乙醇溶液中，所述均苯三甲酸与无水乙醇的用量比为1mmol:8mL～1mmol:15mL。

6.根据权利要求2至5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述负载的步骤为：将所述铜基金属有机框架浸渍于九水合硝酸铁溶液中，在35～50℃下超声干燥5～7小时，再在70～85℃下真空干燥5～7小时，使所述铜基金属有机框架上负载硝酸铁。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述负载的步骤中，超声干燥条件为在40℃下超声干燥6小时，再在80℃下真空干燥6小时；所述铜基金属有机框架上负载硝酸铁后，铁元素的负载量为5～20wt％。

8.根据权利要求2至5任一项所述的制备方法，其特征在于，以20～40mL/分钟的流速通入惰性气体，对负载有三价铁离子的所述铜基金属有机框架先以2～3℃/分钟升温至400～500℃，在400～500℃恒温焙烧2～3小时，得到所述磁性催化剂。

9.一种如权利要求1所述的磁性催化剂的应用，其特征在于，所述磁性催化剂用于糠醛加氢制备糠醇。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，应用所述磁性催化剂加氢制备所述糠醇时，所述磁性催化剂的糠醛转化率大于或者等于66％，所述磁性催化剂的糠醇选择性大于或者等于98.8％。