一种纯相铁酸镍纳米材料及其制备方法、一种芳胺的制备方法,本发明专利技术提供一种纯相铁酸镍纳米材料：纯相铁酸镍为八面体纳米磁性颗粒，粒径为50-120nm。其制备方法包括：将镍盐和铁盐的混合盐溶液与表面活性剂、正己烷及异丙醇混合溶液混匀，将碱剂与表面活性剂、正己烷及异丙醇混合溶液混匀，将两种溶液混合，加热反应，冷却、洗涤、真空干燥，得催化剂铁酸镍；本发明专利技术还公开了铁酸镍作为催化剂制备芳胺，制备方法为：将适量的催化剂投入到含有一定量的硼氢化钠的硝基芳香族化合物的溶液中即可实现催化。本发明专利技术提供了一种经济、高效、可回收循环利用的纯相铁酸镍催化剂以及低成本快速、高效制备芳胺的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁酸镍纳及其制备方法、芳胺制备方法的领域，具体涉及。
技术介绍
芳胺是一种重要的有机中间体和原料，用于合成农药、医药、橡胶助剂、燃料和颜料、合成树脂、纺织助剂、表面活性剂、感光材料等。芳胺可由相应的硝基芳香族化合物还原得到。还原方法有很多，其中硼氢化物还原硝基芳香族化合物因反应条件温和、反应速度快、产率高和过程简单而备受关注。在使用硼氢化物进行还原时，需要加入催化剂催化，目前对于芳胺的非均相催化剂主要集中于贵金属，例如Au单质，Ag单质，Pt/C复合物，Ag/3102复合物，Pt-Ni为催化剂等；也可以在过量的硼氢化钠条件下还原硝基芳香族化合物为芳胺。虽然这些催化剂的性能优异，但是贵金属本身高昂的价格、催化剂难以回收再利用等缺点严重限制了该类催化剂的使用，而且硼氢化物价格昂贵，使用过量的硼氢化物更是提高了生产成本，难以符合日益追求高效益的工业化过程。具有尖晶石结构的铁氧体MFe2O4,其中M=Fe、Co、N1、Cu,是最重要的磁性材料之一，在尖晶石铁氧体中，铁酸镍是一种广为人知的反尖晶石结构的磁性材料，具有铁氧体磁性和源于四面体位Fe3+离子和八面体位Ni2+离子之间的反平行自旋的磁矩。铁酸镍纳米晶体因其独特的物理化学性能，包括适中的饱和磁化强度、高的居里温度、优异的化学稳定和高的机械硬度而备受瞩目，已广泛应用于磁共振成像、能量转移、储存、催化剂、传感技术和自旋电子学等领域。因此，使用过渡金属及其氧化物作为催化剂，直接催化还原硝基芳香族化合物制备芳胺是一条有效的途径。
技术实现思路
:本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种纯相铁酸镍纳米材料。本专利技术要解决的另一个技术问题是提供一种纯相铁酸镍纳米材料的制备方法。本专利技术还要解决的一个技术问题是提供一种芳胺的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种纯相铁酸镍纳米材料:纯相铁酸镍为八面体纳米磁性颗粒，粒径为50-120nm。本专利技术提供一种纯相铁酸镍纳米材料的制备方法，包括以下步骤:a、将表面活性剂与正己烷和异丙醇搅拌混合，得到溶液A ;将表面活性剂与正己烷和异丙醇搅拌混合，得到溶液B ；b、取金属镍盐和金属铁盐配成的混合盐溶液，逐滴加入到溶液A中，搅拌20-40分钟，得悬浊液A，将碱剂逐滴加入到所述溶液B中，搅拌20-40分钟，得悬浊液B ；C、将悬浮液B逐滴加入至悬浮液A中，搅拌2_4h，得到乳液；d、将乳液倒入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢釜中，加热，恒温反应，然后自然冷却至室温，得到红棕色产物；e、将步骤d所得产物用去离子水清洗3-6次后再用乙醇清洗3_6次，将产物真空干燥干燥，得催化剂铁酸镍。步骤a所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。步骤b中所述悬浊液A中表面活性剂与金属镍盐中的镍摩尔比为5:1-40:1，悬浊液A中正己烷与金属镍盐中的镍摩尔比为200:1-1500:1，悬浊液A中异丙醇与金属镍盐中的镍摩尔比为20:1-1000:1 ;所述悬浊液B中表面活性剂与悬浊液A中金属镍盐中的镍摩尔比为9:1-50:1，所述悬浊液B中正己烷与悬浊液A中金属镍盐中的镍的摩尔比为240:1-1900:1，所述悬浊液B中异丙醇与悬浊液A中金属镍盐中的镍摩尔比为150:1-1200:1。步骤b所取混合盐溶液中金属镍盐和金属铁盐的物质的量的比为金属镍盐中的镍:金属铁盐的铁=1:2。步骤b所述金属镍盐为六水合氯化镍或六水合硫酸镍任意一种,金属铁盐为九水合硝酸铁或六水合氯化高铁任意一种。步骤b所述碱剂为:氢氧化钠或氢氧化钾任意一种，浓度为0.25-1.50mol/L，悬浊液B中碱剂与悬浊液A中金属镍盐中的镍物质的量之比为悬浊液B中碱剂:悬浊液A中金属镍盐中的镍=3:1-150:1。步骤d中所述恒温反应为150_190°C反应12_18h。步骤e所述真空干燥为25_60°C下干燥6_24h。本专利技术还公开了芳胺的制备方法，用本专利技术所制备的纯相铁酸镍为催化剂，催化还原硝基芳香族化合物得到芳胺。铁酸镍作为催化剂在催化还原硝基芳香族化合物制备芳胺的方法为:将适量硼氢化钠溶液与含有适量铁酸镍的硝基芳香族化合物的溶液混合，实现催化。由于该催化过程为准一级反应，硼氢化钠与硝基芳香族化合物的摩尔比为硼氢化钠:硝基芳香族化合物=100-2000:1。具体步骤如下:( I)制备适量浓度的硼氢化钠溶液，硼氢化钠与硝基芳香族化合物摩尔比为硼氢化钠:硝基芳香族化合物=100-2000:1。(2)按照摩尔比铁酸镍:对硝基苯酚=5-20:1，称取适量本专利技术制备的催化剂铁酸镍加入到对硝基苯酚中，并配成混合溶液。(3)将步骤(I)和步骤(2)所得产物分别超声分散2_5min，将两者混合均匀后，静止，每隔10分钟取样一次，用上海元析UV-6100S分光光度计测试催化效果，至溶液颜色由黄变透明，结束测试。( 4 )用磁铁回收催化剂，超声清洗后即，重复使用。铁酸镍的成核过程可以认为是两步反应:[0031 ] (I)铁盐和镍盐在碱性条件下形成氢氧化铁和氢氧化镍(2)氢氧化铁和氢氧化镍形成中间态的NiFe2 (OH)8，最后脱水得到铁酸镍。在本专利技术中，碱剂提供碱性环境并促进了反应的进行。表面活性剂对有机溶剂起到了分散和和增容的作用，降低了反应所需能量，更有利于纯相铁酸镍的成核与生成。本专利技术通过使用不同碱剂和调节反应温度来调节产物的形貌。氢氧化钾作为碱剂能得到多面体结构的铁酸镍且伴有较多尚未成核的纳米颗粒；氨水作为碱剂只能得到纳米颗粒，无法得到具有一定形貌的纳米晶体。过低的温度不利于晶体的生长，过高的温度对产物的形貌有一定的破坏。晶体的生长还与反应的时间有关，时间过短，晶体的生长不完全，时间过长晶体之间会产生融合。碱剂的用量也会在一定程度上影响产物的形貌。本专利技术所制备的纯相纳米铁酸镍催化剂能催化还原对硝基苯酚，并可实现多次循环使用后仍保持较高的催化活性，且其良好的磁性能使其易于从反应后的溶液中分离出来，可多次回收，循环利用，在化学工业方面具有良好的应用前景。本专利技术提供的制备芳胺的方法，成本低，速度快，效率高，适用于工业生产。【附图说明】图1为实施例2所得催化剂的X-射线粉末衍射图。图2为实施例2所得催化剂的能量色散X-射线分析谱图。图3(a)为实施例1所得催化剂的扫描电子显微镜照片。图3(b)为实施例2所得催化剂的扫描电子显微镜照片。图3(c)为实施例3所得催化剂的扫描电子显微镜照片。图3(d)为实施例4所得催化剂的扫描电子显微镜照片。图3(e)为实施例5所得催化剂的扫描电子显微镜照片。图4为实施例2所得催化剂的室温磁滞回线。图5为实施例2所得催化剂催化对硝基苯酚的紫外可见吸收谱图。图6为实施例2制备的催化剂的不同用量6、9、12mg催化对硝基苯酚的紫外可见吸收谱图。图7(a)为实施例2制备的催化剂的不同用量催化的10次循环再利用测试时间-剩余浓度比图。图7 (b)为实施例2制备的催化剂的不同用量催化的10次循环再利用测试循环次数-催化率图。图8为实施例2制备的催化剂催化对硝基苯酚In (Ct/C0)和反应时间t的关系图。图9为实施例2制备的催化剂催化2-硝基苯酚、对硝基苯胺和2，4_ 二硝基苯胺的紫外可见吸收谱图。图10为实施例2制备的催化剂催化2-硝基苯酚、对硝基苯胺和2，4- 二硝基苯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纯相铁酸镍纳米材料，其特征在于纯相铁酸镍为八面体纳米磁性颗粒，粒径为50?120nm。
【技术特征摘要】
1.一种纯相铁酸镍纳米材料，其特征在于纯相铁酸镍为八面体纳米磁性颗粒，粒径为50_120nm。2.权利要求1所述的纯相铁酸镍纳米材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: a、将表面活性剂与正己烷和异丙醇搅拌混合，得到溶液A;将表面活性剂与正己烷和异丙醇搅拌混合，得到溶液B ； b、取金属镍盐和金属铁盐配成的混合盐溶液，逐滴加入到溶液A中，搅拌20-40分钟，得悬浊液A，将碱剂逐滴加入到所述溶液B中，搅拌20-40分钟，得悬浊液B ； C、将悬浮液B逐滴加入至悬浮液A中，搅拌2-4h，得到乳液； d、将乳液倒入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢釜中，加热，恒温反应，然后自然冷却至室温，得到红棕色产物； e、将步骤d所得产物用去离子水清洗3-6次后再用乙醇清洗3-6次，将产物真空干燥干燥，得催化剂铁酸镍。3.根据权利要求2所述的纯相铁酸镍纳米材料的制备方法，其特征在于:步骤a所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。4.根据权利要求2所述的纯相铁酸镍纳米材料的制备方法，其特征在于:所述悬浊液A中表面活性剂与金属镍盐中的镍摩尔比为5:1-40:1，悬浊液A中正己烷与金属镍盐中的镍摩尔比为200:1-1500:1,悬浊液A中异丙醇与金属镍盐中的镍摩尔比为20:1-1000:1 ;所述悬浊液B中表面活性剂与悬浊液A中金属镍盐中的镍摩尔比为9:1-50:1，所述悬浊液B中正己烷与悬浊液A中金属镍盐中的镍的摩尔比为240:1-1900:1,所述悬浊液B中异丙醇与悬浊液A中金属镍盐中的镍摩尔比为150:1-1200:1，所取混合盐溶液中金属镍盐和金属铁盐的物...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪永红，郑航嵩，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：
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