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具有核壳结构的纳米复合材料的性质比单组分材料的性质优异,因此在催化、填料、多功能涂层材料以及药物载体、生物医药等诸多方面有着广泛的应用和发展前景。过渡金属催化剂因热稳定性高、原料廉价易求,所以常用于催化硝基苯液相加氢生产苯胺。本论文的研究成果总结如下:1.介孔硅酸铁微球的水热合成及表征。在水热条件下,采用牺牲模板界面反应法,合成了具有中空结构的介孔硅酸铁微球,并对合成过程进行了初步的研究。研究发现:不同的碱性环境会影响产物的形貌和物相组成,非碱性环境下会生成棒状的氧化铁。当反应物硅铁摩尔比为1:2时得到的水热产物为尺寸均一的银耳状花球。随着反应时间的延长,水热产物由核壳微球变为空心微球。因此,可以通过控制反应时间来调整产物的微观结构,合成具有核壳或空心结构的硅酸铁。硅酸铁空心球的比表面积为142.2 m2/g,且具有介孔结构。2.介孔Fe/SiO2的制备及催化性能研究。将介孔硅酸铁空心微球在氢气气氛下,保持600°C还原3 h,得到介孔Fe/SiO2催化剂,还原前后微球的尺寸和形貌没有很大变化,仍保持空心结构。将Fe/SiO2用于硝基苯液相加氢制备苯胺,考察Fe/SiO2的催化活性,研究表明:提高反应温度有利于硝基苯转化为苯胺,加快催化反应的速度,节省反应时间。当催化温度为100 °C时,时间为5 h时即可达到平衡,硝基苯的转化率为75%,苯胺的选择性是83%;Fe/SiO2催化剂的催化性能随水热反应时间的延长而提高,在水热反应时间达到24 h时,产物是空心球结构,比表面积更大,催化效果更好。3.Fe-Co/SiO2的水热-还原合成及催化性能。在180 °C下反应12 h得到了具有介孔结构的海胆状碱式硅酸钴空心微球,在氢气气氛下被完全还原为介孔Co/SiO2空心微球,还原前后样品的形貌没有较大变化,比表面积分别是382.78 m2/g,158.25 m2/g。将Co/SiO2用于催化硝基苯液相加氢制备苯胺,表现出较高的催化活性。当铁钴摩尔比为2:1,碱性水热环境下得到了尺寸均一、形貌稳定的铁钴硅酸盐复合微球。研究发现:升高水热反应温度能够加快反应速度,但温度过高会导致中空结构不稳定而发生坍塌。水热产物被氢气还原为介孔Fe-Co/SiO2中空微球,比表面积较大,有利于物质的传输并发挥催化活性,由于双金属的协同效应,使得铁钴复合催化剂的催化性能比单一金属催化剂的催化性能更好。