磁性三元金属介孔纳米复合材料的制备与表征：作为一种用于合成双酚衍生物的高效纳米催化剂

《Scientific Reports》：Fabrication and characterization of magnetic trimetallic mesoporous nanocomposite: as an effective nanocatalyst for synthesis of bisphenol derivatives

　　

摘要

作为新一代功能材料，具有壳层结构与多孔腔体的中空材料在诸多领域展现了出色的性能。本研究设计并制备了一种具有磁性、多孔性且可重复使用的纳米催化剂。该CoNiFe₂O₄@C纳米催化剂是通过多步工艺制备的：首先合成出磁性三元合金CoNiFe₂O₄，然后在其表面沉积二氧化硅（SiO₂）层，形成CoNiFe₂O₄@SiO₂的核壳结构；之后去除二氧化硅层，最终得到CoNiFe₂O₄@C核壳结构磁性纳米复合材料。利用该催化剂，通过醛类与2–4-二甲基苯酚以1:2的比例进行三组分反应，合成了双酚类衍生物。双酚类物质具有抗氧化、抗癌、抗关节炎、抗炎以及抗菌等多种功效。本研究采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、布鲁诺尔-埃米特-特勒比表面积测定法（BET）、能谱X射线分析（EDS）、成像技术、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、透射电子显微镜（TEM）以及振动样品磁强计（VSM）等技术对所制备的催化剂进行了鉴定。同时，还通过熔点测定、FT-IR光谱、质子核磁共振（¹H NMR）以及碳-13核磁共振（¹³C NMR）分析对双酚类产物进行了鉴定。该研究方法具有诸多优势：反应条件温和、操作简便、安全性高、产率优异、能够有效纯化有机合成产物，且催化剂用量极少。