一锅球磨固相法制备CuI-Fe3O4磁性纳米复合物的方法技术

本发明专利技术公开了一锅球磨固相法制备CuI‑Fe3O4磁性纳米复合物的方法，其特征在于：在室温下将五水合硫酸铜、碘化钾、亚硫酸钠和磁性Fe3O4纳米粉一锅混合，通过机械球磨引发混合原料的固相反应，制备出CuI‑Fe3O4磁性纳米复合物。本发明专利技术反应原料一锅法室温固相球磨反应制备CuI‑Fe3O4磁性纳米复合物的技术，制备过程简单、易于控制；避免使用表面活性剂、模板剂和溶剂，提高了产物纯度，也符合材料合成绿色化的要求；本发明专利技术提供的CuI‑Fe3O4磁性纳米复合物的制备方法，适合于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料及其制备领域，特别涉及一种CuI-Fe3O4磁性纳米复合物的制备方法。
技术介绍
CuI是一种用途十分广泛的物质，在有机催化、太阳能电池、二极管发光、树脂改性、人工降雨等领域有着重要的应用。其中，CuI作为催化剂，可以催化一系列卤代烃参与的偶联反应，例如Heck反应、Suzuki反应及Ullmann反应等。目前，CuI的制备方法较多。比如：元素直接反应法(Yaqing Liu,et.al.Synthesis of nano-CuI and its catalytic activity in the thermal decomposition of ammonium perchlorate，Res.Chem.Intermed.，2015，41:3885–3892)，电沉积法(Takeshi Takeda,et.al.Copper(I)iodide-catalyzed regioselective allylation ofα-(2-pyridylthio)allylstannanes.A new route toδ,ε-unsaturated ketones,Tetrahedron Lett.，1997，38，2879–2882)，水热法(L.P.Zhang,et.al.Growth and shape evolution of octahedral CuI crystal by a SC-assisted hydrothermal method，Mater.Res.Bull.，2006，41，905–908)，脉冲激光沉积法(P.M.Sirimanne,et.al.Characterization of transparent conducting CuI thin films prepared by pulse laser deposition technique，Chem.Phys.Lett.，2002，366,485–489)，真空蒸发(K.Tennakone,et.al.Deposition of thin conducting films of CuI on glass，Sol.Energy Mater.Sol.Cells，1998，55,283–289)，等等。现有的制备方法虽然可以制备出CuI，但仍然存在一些不足，如：在制备过程中，有的需要使用复杂昂贵的设备、有的需要使用添加剂、有的需要高温条件、有的产生毒性较大的副产物，特别是液相法制备过程中产物粒子容易发生团聚，CuI超细纳米粉较难制备。此外，纳米催化材料由于粒径过小，实际使用过程中难以回收，导致催化剂的回收再利用存在困难，从而增加了催化剂的用量和生产成本。同时，催化剂的直接排放也造成了环境污染。为降低生产成本、减少环境污染，人们一直在寻求催化剂回收、循环再利用的方法。众所周知，通过磁性分离将纳米粉末催化剂从反应体系中分离，是一种回收再利用催化剂的有效方法。要成功实施磁性分离，必须赋予纳米粉末催化剂一定的磁性。目前，Fe3O4作为常用的磁性载体材料，已经广泛地应用于磁性纳米复合材料的制备中，比如：朱道政等人采用溶剂热醇还原法，制备出绒球状的多孔Fe3O4@Cu2O核壳纳米复合物(朱道政等,Fe3O4@Cu2O多孔纳米微球的制备及可见光光催化性能研究，安徽大学学报(自然科学版)，2013,37(5):73-79)；Li等人通过葡萄糖还原法制备出豆荚状核壳结构的Fe3O4@C@Cu2O磁性纳米复合物(S.K.Li等,Magnetic Fe3O4@C@Cu2O composites with bean-like core/shell
nanostructures:Synthesis,properties and application in recyclable photocatalytic degradation of dye pollutants.Journal of Materials Chemistry,2011,21:7459-7466)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种CuI-Fe3O4磁性纳米复合物的制备方法，具有简单易行、节约成本、节能环保的优点。本专利技术实现专利技术目的，采用如下技术方案：本专利技术一锅球磨固相法制备CuI-Fe3O4磁性纳米复合物的方法，其特点在于：在室温下将五水合硫酸铜、碘化钾、亚硫酸钠和磁性Fe3O4纳米粉(粒径在80～100nm)一锅混合，通过机械球磨引发混合原料的固相反应，制备出CuI-Fe3O4磁性纳米复合物。具体包括如下步骤：将五水合硫酸铜、碘化钾和亚硫酸钠按照2∶2∶1.2的摩尔比混合均匀，再按每0.01摩尔五水合硫酸铜加入8g磁性Fe3O4纳米粉的加入量，向其中加入磁性Fe3O4纳米粉，获得混合原料；将混合原料放入球磨锆罐中在QM-3SP04行星式高能球磨机中于480rpm下进行球磨固相反应；球磨反应1～8小时后，将球磨反应所得产物用蒸馏水进行洗涤，离心分离并在60℃和0.1MPa真空度下真空干燥2小时，即得到CuI-Fe3O4磁性纳米复合物。与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：本专利技术提供了反应原料一锅法室温固相球磨反应制备CuI-Fe3O4磁性纳米复合物的技术，制备过程简单、易于控制；避免使用表面活性剂、模板剂和溶剂，提高了产物纯度，也符合材料合成绿色化的要求；本专利技术提供的CuI-Fe3O4磁性纳米复合物的制备方法，适合于大规模生产。附图说明图1为实施例1、2、3和4制备的CuI-Fe3O4磁性纳米复合物的XRD图；图2为原料Fe3O4纳米粒子的TEM图像；图3为实施例2制备的CuI-Fe3O4磁性纳米复合物的TEM图像。具体实施方式以下提供本专利技术CuI-Fe3O4磁性纳米复合物制备的具体实施方式。实施例1本实施例按如下步骤制备CuI-Fe3O4磁性纳米复合物：按照2∶2∶1.2的摩尔比称取0.02摩尔分析纯的五水合硫酸铜、0.02摩尔分析纯的碘化钾、0.012摩尔分析纯的亚硫酸钠，加入配备50个直径6mm氧化锆磨球和8个直径10mm氧化锆磨球的50mL氧化锆球磨罐中，再向其中加入16g磁性Fe3O4纳米粉，在QM-3SP04行星式高能球磨机中于480rpm下连续研磨1小时；用蒸馏水对产物进行洗涤，离心分离并
在60℃和0.1MPa真空度下真空干燥2小时，得到CuI-Fe3O4磁性纳米复合物。对产品进行X-射线衍射分析，通过Scherrer公式进行计算，CuI-Fe3O4磁性纳米复合物中CuI平均晶粒尺寸为10.1nm。实施例2本实施例按如下步骤制备CuI-Fe3O4磁性纳米复合物：按照2∶2∶1.2的摩尔比称取0.02摩尔分析纯的五水合硫酸铜、0.02摩尔分析纯的碘化钾、0.012摩尔分析纯的亚硫酸钠，加入配备50个直径6mm氧化锆磨球和8个直径10mm氧化锆磨球的50mL氧化锆球磨罐中，再向其中加入16g磁性Fe3O4纳米粉，在QM-3SP04行星式高能球磨机中于480rpm下连续研磨2小时；用蒸馏水对产物进行洗涤，离心分离并在60℃和0.1MPa真空度下真空干燥2小时，得到CuI-Fe3O4磁性纳米复合物。对产品进行X-射线衍射分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一锅球磨固相法制备CuI‑Fe3O4磁性纳米复合物的方法，其特征在于：在室温下将五水合硫酸铜、碘化钾、亚硫酸钠和磁性Fe3O4纳米粉一锅混合，通过机械球磨引发混合原料的固相反应，制备出CuI‑Fe3O4磁性纳米复合物。

【技术特征摘要】
1.一锅球磨固相法制备CuI-Fe3O4磁性纳米复合物的方法，其特征在于：在室温下将五水合硫酸铜、碘化钾、亚硫酸钠和磁性Fe3O4纳米粉一锅混合，通过机械球磨引发混合原料的固相反应，制备出CuI-Fe3O4磁性纳米复合物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：将五水合硫酸铜、碘化钾和亚硫酸钠按照2∶2∶1.2的摩尔比混合均匀，再按每0.01摩尔五水合硫酸铜加入8...

【专利技术属性】
技术研发人员：李龙凤，张茂林，肖培培，付先亮，刘明珠，陈铁旦，
申请(专利权)人：淮北师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34