呂丹陽(yáng)，　 孫　琪*

（遼寧師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，遼寧 大連 116029）

碳鐵催化劑的研究進(jìn)展

呂丹陽(yáng)， 孫琪*

（遼寧師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，遼寧 大連 116029）

FexOy/C復(fù)合材料作為催化劑，在有機(jī)化合物的催化氧化方面表現(xiàn)出非常高的活性，如對(duì)苯甲醇催化氧化苯甲醛，苯乙烯催化氧化苯甲醛，苯甲醛催化氧化苯甲酸，苯催化氧化苯酚，是最高效的催化劑之一。近年來(lái)的研究報(bào)道中，F(xiàn)exOy/C復(fù)合材料的制備方法主要有水熱合成法，浸漬法和超聲噴霧熱解法。比較了三種方法各有利弊，以期尋找一種更加高效，方便，省時(shí)的制備FexOy/C復(fù)合材料的方法。其中溶液燃燒法尤為重要，溶液燃燒法給FexOy/C復(fù)合材料的制備帶來(lái)了新的機(jī)遇。

FexOy/C復(fù)合材料；催化氧化；水熱合成法；浸漬法；超聲噴霧熱解法；溶液燃燒法

催化技術(shù)在能源轉(zhuǎn)化，石油化工，環(huán)境污染控制，精細(xì)化工等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用，負(fù)載型金屬催化劑則是應(yīng)用最為廣泛的催化劑類型之一。起初，制備負(fù)載金屬催化劑的目的只是為了提高金屬催化劑的有效利用率，載體的作用也只是為了分散和支撐金屬粒子。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)金屬納米粒子的催化特性也有了新的認(rèn)識(shí)，負(fù)載納米金屬催化劑的不同制備方法可控制固體催化劑的形貌，機(jī)械強(qiáng)度，多孔結(jié)構(gòu)，活性以及熱力學(xué)穩(wěn)定性等特征。炭作為載體的催化劑在許多催化反應(yīng)中都展示了良好的催化性能，有關(guān)金屬及金屬氧化物/介孔碳復(fù)合型催化劑的制備，性能及實(shí)際應(yīng)用等方面的研究取得了較多的成果。鐵氧化物本身作為催化劑因其成本低，處理簡(jiǎn)單，無(wú)毒，和環(huán)保等特點(diǎn)，大規(guī)模的應(yīng)于實(shí)驗(yàn)，工業(yè)和環(huán)境工程。經(jīng)查閱大量文獻(xiàn)，整理發(fā)現(xiàn)近些年來(lái)的研究報(bào)道中，在有機(jī)化合物的催化氧化方面，F(xiàn)exOy/C復(fù)合材料對(duì)苯甲醇催化氧化苯甲醛，苯乙烯催化氧化苯甲醛，苯甲醛催化氧化苯甲酸，苯催化氧化苯酚表現(xiàn)出非常高的活性，是最高效的催化劑之一。具有非常廣闊的應(yīng)用前景，是人們研究的熱點(diǎn)。

本文綜述了近些年來(lái)FexOy/C復(fù)合材料的制備方法主要有水熱合成法，浸漬法和超聲噴霧熱解法。比較了三種方法各有利弊，尋找一種更加高效，方便，省時(shí)的制備FexOy/C復(fù)合材料的方法尤為重要。通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前期探索后，發(fā)現(xiàn)溶液燃燒法是制備FexOy/C復(fù)合材料的一種極具潛力和應(yīng)用價(jià)值的方法，且在苯甲醛催化氧化為苯甲酸的過(guò)程中，表現(xiàn)出很高的活性，溶液燃燒法給FexOy/C復(fù)合材料的制備帶來(lái)了新的機(jī)遇。

1　FexOy/C催化劑研究概述

現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)中，90%的過(guò)程和60%的產(chǎn)品都使用催化劑[1]?？梢?jiàn)，催化技術(shù)的發(fā)展尤為重要。液相催化反應(yīng)中，分為均相催化劑，多相催化劑和酶催化劑三類。在化工，食品，制藥，汽車和石油化工等產(chǎn)業(yè)中，90%的化學(xué)工藝使用的是非均相催化劑。因此，非均相催化劑的發(fā)展就顯得非常重要。與均相催化劑相比，非均相催化劑最大的優(yōu)點(diǎn)是，可以通過(guò)沉淀，過(guò)濾或者離心等方法從反應(yīng)體系中分離出來(lái)。經(jīng)過(guò)洗滌或者焙燒之后，即可實(shí)現(xiàn)催化劑循環(huán)使用。與均相催化劑相比，傳統(tǒng)非均相催化劑也存在一些缺點(diǎn)，最大的缺點(diǎn)是暴露的活性中心特別少，導(dǎo)致催化劑與反應(yīng)物之間不能充分接觸，使反應(yīng)活性降低。而且反應(yīng)條件也更苛刻。此外，非均相催化劑對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物的傳質(zhì)擴(kuò)散有很大的限制作用?；诜蔷啻呋瘎?duì)于現(xiàn)代工業(yè)的意義，也為了改善傳統(tǒng)非均相催化劑的缺點(diǎn)，制備高效的非均相催化劑成為研究人員研究的重點(diǎn)。催化劑的活性通常與其比表面積的大小成正比。根據(jù)這一特性把催化劑制備成非常小的納米微粒來(lái)增大比表面積，可獲得較高的催化活性。即發(fā)展“納米催化”技術(shù)[2]。數(shù)十年來(lái)，在對(duì)納米晶體催化劑的研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，納米晶體催化劑常常會(huì)出現(xiàn)燒結(jié)團(tuán)聚現(xiàn)象，以及在制備過(guò)程中起分散保護(hù)作用的表面活性劑阻礙反應(yīng)物接觸活性位點(diǎn)，催化劑的活性大大降低，使其在工業(yè)上的應(yīng)用受到了很大限制。如何解決納米非均相催化劑現(xiàn)存在的問(wèn)題，已然成為各大催化課題組研究的重點(diǎn)之一。

在催化劑基礎(chǔ)研究和工業(yè)發(fā)展的推動(dòng)下，炭作為載體的催化劑在許多催化反應(yīng)中都展示了良好的催化性能，有關(guān)金屬及金屬氧化物/介孔碳復(fù)合型催化劑的制備，性能及實(shí)際應(yīng)用等方面的研究取得了較多的成果。其中，以鐵鹽或鐵氧化物為前驅(qū)體與不同碳源結(jié)合，通過(guò)一定方法制備FexOy/C復(fù)合材料的報(bào)道更是屢見(jiàn)不鮮。鐵氧化物作為催化劑，大規(guī)模的應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)，工業(yè)和環(huán)境工程[3]，如它們可以加速CO的氧化，柴油車尾氣中煤煙和氮氧化物的分解，光催化分解水，烴類的費(fèi)―托合成，工業(yè)染料的催化分解，水―煤氣的轉(zhuǎn)換反應(yīng)，酚類和其他有害的芳香族化合物的轉(zhuǎn)換，乙苯到苯乙烯的脫氫作用，和其他有機(jī)化合物的催化氧化。近些年來(lái)的研究報(bào)道中，在有機(jī)化合物的催化氧化方面，F(xiàn)exOy/C復(fù)合材料對(duì)苯甲醇催化氧化苯甲醛，苯乙烯催化氧化苯甲醛，苯甲醛催化氧化苯甲酸，苯催化氧化苯酚表現(xiàn)出非常高的活性，是最高效的催化劑之一。具有非常廣闊的應(yīng)用前景，是人們研究的熱點(diǎn)。

2　FexOy/C催化劑的合成方法及催化性能研究進(jìn)展

制備FexOy/C復(fù)合材料的方法主要有水熱合成法，浸漬法，超聲噴霧熱解法等。

2.1水熱合成法

因?yàn)樘坎牧虾徒饘倩蚪饘傺趸锏淖饔孟鄬?duì)較弱，在催化過(guò)程中，活性炭上負(fù)載的金屬或金屬氧化物會(huì)浸出，一部分發(fā)生均相反應(yīng)。不利于催化劑的重復(fù)使用。于高溫高壓下在水溶液中合成氧化物，再經(jīng)分離和熱處理得到納米粒子。此做法制備的催化劑除具有原料易得，粒子純度高，分散性好，晶形好且可控，成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，最主要可以重復(fù)利用。

趙麗娜[4]以鐵鹽和糖類的水熱碳化制備FeOx/C復(fù)合材料。鐵源用九水合硝酸鐵作金屬前驅(qū)體，葡萄糖為碳源，兩種物質(zhì)按一定摩爾比溶解于蒸餾水中，攪拌數(shù)分鐘后轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)襯，180℃加熱一定時(shí)間做水熱合成處理，待冷卻到室溫時(shí)，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)洗滌，抽濾，真空烘干后，于氬氣中進(jìn)行熱處理，熱處理過(guò)程采用程序升溫。實(shí)驗(yàn)表明，500℃氬氣熱處理的FeOx/C催化劑活性最好。通過(guò)XRD，SEM，TEM等一系列測(cè)試對(duì)催化劑的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后，表明FeOx/C是由三維空間相互連接的小納米棒構(gòu)成。鐵氧化物的粒徑約10～50 nm，均勻分布在碳化材料中。水熱處理葡萄糖，實(shí)現(xiàn)了球形炭納米顆粒的合成，該炭球由疏水核和富含OH和C=O官能團(tuán)的親水核構(gòu)成。在水熱過(guò)程中加入金屬鹽，可形成金屬氧化物空心球，金屬氧化物主要分布在外面的殼層中[5]。氬氣熱處理FexOy/C樣品的目的：進(jìn)一步使碳化材料脫水致密，增強(qiáng)鐵氧化物和炭的相互作用，提高了材料的化學(xué)穩(wěn)定性，并可以改變鐵氧化物種類。隨后，她以過(guò)氧化氫為氧化劑[6]，乙腈為溶劑，加入FexOy/C催化劑，測(cè)試苯甲醇制苯甲醛反應(yīng)中，表現(xiàn)出優(yōu)越的催化性能。該反應(yīng)活性達(dá)到78.84%，苯甲醛的選擇性達(dá)到86.15%。此催化劑重復(fù)回收使用6次，活性仍未怎么降低。秦瑛[7]用同樣方法，以葡萄糖和乙酰丙酮鐵通過(guò)一步水熱制得Fe3O4/C催化劑，并用其催化氧化苯乙烯為苯甲醛，活性達(dá)到90.3%，苯甲醛選擇性達(dá)到68.2%，重復(fù)使用3次后，活性仍保持不變。

2.2浸漬法

將載體放進(jìn)含有活性物質(zhì)的液體（或氣體）中浸漬，活性物質(zhì)逐漸吸附于載體表面，當(dāng)浸漬平衡后再進(jìn)行后處理。可用已成型或具有適合物理結(jié)構(gòu)特性的載體，如氧化鋁，氧化硅，活性炭，分子篩，浮石，活性白土等。負(fù)載組分一般情況下只分布在載體表面，用量少，大大提高活性組分的利用率。但是就Fe鹽的浸漬過(guò)程的報(bào)道中，活性組分常常是物理吸附附著在載體表面上，因此，在使用中會(huì)有時(shí)因附著不牢而流失活性。姚鑌[8]用浸漬法制備出FeCl3膠體/AC催化劑，解決了這個(gè)問(wèn)題。具體操作是，80℃下溶解適量的六水合三氯化鐵，將該溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)襯中，100℃加熱2 h，冷卻，得到FeCl3膠體。將活性炭篩分20～40目，煮沸2 h（去灰分），后浸漬在65%的濃硝酸中24 h，過(guò)濾，去離子水洗滌至濾液顯中性。105℃干燥24 h。將一定量活性炭浸漬到一定量新制備的FeCl3膠體中，攪拌均勻，靜置24 h，105℃烘干，得到固體即為FeCl3膠體/AC催化劑。該方法的創(chuàng)新之處是使用FeCl3膠體作活性組分。膠體不同于金屬原子，具有特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)，其性質(zhì)受粒子大小，形狀團(tuán)簇狀況和氧化態(tài)的影響[9]，在許多催化反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的活性。由于膠體催化劑是高度分散的多相催化劑[10]，膠體負(fù)載后能否重復(fù)使用，是研究的一個(gè)重要方向。對(duì)此，他利用此膠體催化苯制苯酚，表現(xiàn)出較好的苯羥基化性能。該反應(yīng)活性達(dá)50.2%，苯酚的選擇性達(dá)到99.2%，催化劑可實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)利用。推測(cè)該工作制得的FeCl3膠體長(zhǎng)時(shí)間水熱可能生成FeOx(OH)yClz結(jié)構(gòu)的聚合體[11-12]?；钚蕴坑孟跛犷A(yù)處理后，表面引入羧基，酯基和羥基等含氧官能團(tuán)并增強(qiáng)了酸性[13]。這種羥基氧化鐵聚合體有利于FeCl3與活性炭表面的含氧基團(tuán)發(fā)生作用，同時(shí)增加的酸性也易與膠體的羥基和氯離子作用，使FeCl3膠體與硝酸處理的活性炭結(jié)合的比較勞，催化劑穩(wěn)定，故可重復(fù)利用。但是該方法的缺點(diǎn)是活性炭和金屬前驅(qū)體都需要前期處理，步驟略為復(fù)雜。而用FeCl3溶液進(jìn)行活性炭負(fù)載，得到的催化劑催化苯羥基化反應(yīng)，活性非常低。可見(jiàn)，活性組分為同一物質(zhì)的不同狀態(tài)，與活性炭作用，直接影響催化劑的活性及穩(wěn)定性。

2.3超聲噴霧熱解法

噴霧熱解法和氣溶膠技術(shù)類似，被公認(rèn)為制備相對(duì)便宜的金屬氧化物前驅(qū)體的一套合成方法。超聲噴霧熱解炭、硅、TiO2、鋁、Bi2WO6、Mn3O4、ZnS和MoS2均可獲得高比表面積的多孔納米顆粒[14-22]。比如，Bang等[23]用炭等體積浸漬金屬釕鈀，經(jīng)超聲噴霧熱解后，得到的催化劑可以增強(qiáng)甲醇燃料電池陽(yáng)極的活性。相比之下，Liu和同事們將活性炭浸漬到一種CoTMPP上，經(jīng)超聲噴霧熱解后，燃料電池電極的活性增強(qiáng)[24]。但是鐵氧化物通過(guò)該法獲得高比表面積的納米顆粒卻沒(méi)有報(bào)道，只報(bào)道過(guò)使用該法制備鐵氧化物薄膜和固體顆粒[25]。將鐵納米顆粒分散到一種載體上可以增強(qiáng)鐵的比表面積。多孔碳因其提供高比表面積且耐酸堿是一種高效載體。它表面可以官能團(tuán)化提供金屬負(fù)載位點(diǎn)，改變孔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)吸附性能，高溫缺氧的條件下仍然穩(wěn)定。通常，金屬浸漬炭材料的制備是多步進(jìn)行的，1）有機(jī)前驅(qū)體的碳化，2）炭產(chǎn)品的物理或化學(xué)活化，3）催化劑浸漬（過(guò)量溶液浸漬，等體積溶液浸漬，或蒸汽相浸漬），4）催化劑還原或熱解形成金屬納米顆粒。此過(guò)程通常是不連續(xù)的，且需要消耗大量的時(shí)間和能源。后來(lái)的目標(biāo)是一步完成金屬浸漬多孔碳催化劑。Yu等以蔗糖為碳源，在低溫處理?xiàng)l件下，蔗糖脫水碳化，同時(shí)氧化鐵納米顆粒分散在炭球內(nèi)部，制備出FexOy/C球。但是該過(guò)程未能在炭球內(nèi)部形成多孔，炭球的比表面積很低（42 m2/g）。后期通H2處理，使部分炭汽化，從而增加了比表面積（189 m2/g）。但是，這種處理方式達(dá)不到一步合成催化劑，即蔗糖碳化增加孔隙和催化劑浸漬過(guò)程仍是分步進(jìn)行的。除這些研究，還有一些利用超聲噴霧熱解法制備包裹炭的磁性納米粒子催化劑的方法，但是這些報(bào)道并未說(shuō)明納米粒子較高的比表面積和較高的鐵擔(dān)載量。John D.等通過(guò)使用超聲噴霧熱解法，制備多孔的FexOy/C納米微球[26]，可一步合FexOy/C催化劑，鐵氧化物納米顆?？梢暂^好的分散在多孔炭球上，但是該法的一點(diǎn)弊端是使用設(shè)備復(fù)雜，且霧化液滴時(shí)溫度過(guò)高。

2.4溶液燃燒法

鑒于已報(bào)道的FexOy/C復(fù)合材料的合成方法中，都或多或少存在一些缺點(diǎn)，雖然能夠增大催化劑的比表面積，但是合成手段過(guò)于復(fù)雜，有些方法雖然制備過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，但是又未能滿足高比表面積。開(kāi)發(fā)一種操作簡(jiǎn)單，易于控制和便于放大的制備方法至關(guān)重要。

溶液燃燒法是近年來(lái)倍受重視的一種制備納米材料的新方法[27]。該技術(shù)利用金屬鹽和合適的有機(jī)燃料形成水溶液，在較低的溫度下發(fā)生自動(dòng)維持的，快速的，放熱燃燒合成反應(yīng)[28]。盡管溶液燃燒合成法已成為一種合成納米顆粒的極具潛力的方法，然而，目前利用該方法合成納米FexOy/C復(fù)合材料的研究報(bào)道還不多，因此，本課題組采用溶液燃燒法，制備出碳鐵催化劑。初步探索以蔗糖為碳源，九水合硝酸鐵為金屬前驅(qū)體，加入適量NaNO3模板，三者于少量去離子水中充分混合，然后將該溶液置于溫度為400℃的馬弗爐內(nèi)，放置幾分鐘后，溶液開(kāi)始燃燒，約20 min后馬弗爐溫度重新達(dá)到400℃時(shí)，將樣品取出。樣品呈紅褐色。待到冷卻后，水洗抽濾，目的是除Na+，80℃真空過(guò)夜。將得到的催化劑催化氧化苯甲醛為苯甲酸，過(guò)氧化氫為氧化劑，乙腈為溶劑，苯甲醛的轉(zhuǎn)化率為70.87%，苯甲酸選擇性達(dá)到96.86%。催化劑可多次利用?？梢?jiàn)，用溶液燃燒法制備FexOy/C催化劑是可行的，操作更加簡(jiǎn)單，方便，快捷。節(jié)省大量人力，物力和時(shí)間。當(dāng)然，這只是前期探索工作，未來(lái)我們還要加入還原劑及燃料，做詳細(xì)，深入的探究。

3　總結(jié)和展望

因?yàn)槿芤喝紵ㄔ谌紵磻?yīng)過(guò)程中，產(chǎn)生高溫和強(qiáng)烈的氣體，高溫可促進(jìn)結(jié)晶，產(chǎn)生的氣體抑制晶體生長(zhǎng)和團(tuán)聚，會(huì)得到納米粉末。溶液中氧化劑和還原劑的比例可以控制。反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣體容易形成孔結(jié)構(gòu)，可以增大產(chǎn)物的比表面積。溶液燃燒反應(yīng)由氧化劑和還原劑組成，反應(yīng)快捷，大大縮短反應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)是強(qiáng)放熱，自蔓延，節(jié)約了能量。該方法具備所需設(shè)備簡(jiǎn)單，制備步驟少，反應(yīng)溫度低，反應(yīng)時(shí)間短和操作控制容易等特點(diǎn)，具有極大的應(yīng)用前景。但是使用硝酸鹽作為原料存在一個(gè)缺點(diǎn)是，若不完全燃燒，會(huì)產(chǎn)生一定量的污染環(huán)境的NOx氣體?？傊芤喝紵ńoFexOy/C復(fù)合材料催化劑的制備帶來(lái)了新的機(jī)遇。未來(lái)會(huì)有更多的專家學(xué)者致力于該項(xiàng)研究工作中，制備出更加高效，綠色的FexOy/C催化劑。

[1] 王振財(cái). 金屬及金屬氧化物@多孔碳催化劑的合成及性能的研究[D]. 溫州溫州大學(xué)博士學(xué)位論文, 2014.

[2] 郭祖鵬, 郭莉, 師存杰, 等. 磁性納米催化劑的研究進(jìn)展[J]. 精細(xì)化工中間體, 2011, 41(04): 12-23.

[3] Hermanek Martin, Zboril Radek, Medrik Ivo, et al. Catalytic efficiency of Iron(Ⅲ) oxides in decomposition of hydrogen peroxide: Competition between the surface area and crystallinity of nanoparticles[J]. Am Chem Soc, 2007, 129(35): 10929-10936.

[4] 孫琪, 趙麗娜. Fe3O4/C催化苯甲醇選擇氧化制苯甲醛[J]. 遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）, 2015, 38(03): 355-359.

[5] Titirici Maria-Magdalena, Antonietti Markus, Thomas Arne. Ageneralized synthesis of metal oxide hollow spheres using a hydrothermal approach[J]. Chem Mater, 2006, 18(16): 3808-3812.

[6] 趙公大, 呂迎, 奚祖威, 等. H2O2為氧源的醇類選擇性氧化[J]. 化學(xué)通報(bào), 2004, 67(11): 1-6.

[7] 秦瑛. 鐵基催化劑催化苯乙烯選擇性氧化[D]. 大連遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文, 2014.

[8] 姚鑌, 石雷, 孫琪. 活性炭負(fù)載FeCl3膠體催化劑催化苯羥基化制苯酚[J]. 石油化工, 2012, 41(10): 1131-1136.

[9] Tatsuya Tsukuda, Hironori Tsunoyama, Hidehiro Sakurai. Aerobic oxidations catalyzed by colloidal nanogold[J]. Chem Asi J, 2011, 6(3): 736-748.

[10] 夏樹(shù)偉, 孫雅麗, 夏少武, 等. 對(duì)膠體催化劑的認(rèn)識(shí)[J]. 化學(xué)通報(bào), 2006, 69(5): 467-473.

[11] Du Weimin, Qian Xuefeng, Niu Xinshu, et al. Symmetrical six-horn nickel diselenide nanostarsgrowth from oriented attachment mechanism[J]. Crystgrow Des, 2007, 12(7): 2733-2737.

[12] Mo Maosong, Yu Jimmy C., Zhang Lizhi, et al. Self-assmbly of ZnO nanorods and nanosheets into hollow microhemispheres and microspheres[J]. Adv Mater, 2005, 17(6): 756-760.

[13] 侯方, 陳明, 佟明友. 硝酸處理對(duì)活性炭性質(zhì)的影響[J]. 化學(xué)工程與生物, 2011, 28(5): 70-73.

[14] Maria E Fortunato, Massoud Rostam-Abadi, Kenneth S Suslick. Nanostructured carbons prepared by ultrasonic spray pyrolysis[J]. Chem Mater, 2010, 22(5): 1610-1612.

[15] Jokic B, Drmanic S, Radetic T, et al. Synthesis of submicron carbon spheres by the ultrasonic spray pyrolysis method[J]. Mater Lett, 2010, 64(20): 2173-2176.

[16] Amanda K Peterson, Davidgene Morgan, Sara E Skrabalak. Aerosol synthesis of porous particles using simple salts as a pore template[J]. Langmuir, 2010, 26(11): 8804-8809.

[17] Nakaruk A, Kaveig, Sorrell C C. Synthesis of mixed-phase titania films by low-temperature ultrasonic spray pyrolysis[J]. Mater Lett, 2010, 64(12): 1365-1368.

[18] Kim S H, Liu B Y H, Zachariah M R. Synthesis of nanoporous metal oxide particles by a new inorganic matrix spray pyrolysis method[J]. Chem Mater, 2002, 14(7): 2889-2899.

[19] Huang Yu, Ai Zhihui, Ho Wingkei, et al. Ultrasoic spray pyrolysis of porous Bi2WO6microsphere and their visible-light-induced photocatalytic removal of NO[J]. Phys Chem C, 2010, 114(14): 6342-6349.

[20] Konstantinov K, Tournayre Y, Liu H K. In-situ fabrication and characterisation of nanostructured Mn3O4powders for electronic and electrochemical applications[J]. Mater Lett, 2007, 61(14-15): 3189-3192.

[21] Jin Ho Bang, Richard J Helmich, Kenneth S Suslick. Nanostructured ZnS:Ni2+photocatalysts prepared by ultrasonic spray pyrolysis[J]. Adv Mater, 2008, 20(13): 2599-2603.

[22] Sara E Skrabalak, Kenneth S Suslick. Porous MoS2synthesized by ultrasonic spray pyrolysis[J]. Am Chem Soc, 2005, 127(28): 9990-9991.

[23] Jin Ho Bang, Kookil Han, Sara E Skrabalak, et al. Porous carbon supports prepared by ultrasonic spray pyrolysis for direct methanol fuel cell electrodes[J]. Chem C, 2007, 111(29): 10959-10964.

[24] Liu Hansan, Song Chaojie, Tang Yuanhua, et al. High-surface-area CoTMPP/C synthesized by ultrasonic spray pyrolysis for PEM fuel cell electrocatalysts[J]. Electrochim Acta, 2007, 52(13): 4532-4538.

[25]garcia-Lobato M A, Hernandez-V A, Hdz-Garcia H M, et al. Fe2O3thin films prepared by ultrasonic spray pyrolysis[J]. Mater Sci Forum, 2010, 644: 105-108.

[26] John D Atkinson, Maria E Fortunato, Seyed A Dastgheib, et al. Sythesis and characterization of iron-impregnated porous carbon spheres prepared by ultrasonic spray pyrolysis[J]. Carbon, 2011, 49(2): 587-598.

[27] 鄧加春, 溶液燃燒法制備鈷氧化物及其復(fù)合材料的超級(jí)電容器性能的研究[D]. 太原太原理工大學(xué)碩士學(xué)位論文, 2015.

[28] 周俊藝, 李小慈, 姚瑩瑩, 等. 溶液燃燒法一步合成納米NiO和Ni[J]. 化學(xué)研究與應(yīng)用, 2011, 23(2): 234-238.

Research Progress of Carbon-Iron Catalysts

LV Dan-yang,SUN Qi*
（School of Chemistry and Chemical Engeering, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China）

FexOy/C composite materials as catalysts showed very high activity for catalytic oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde, catalytic oxidation of styrene to benzaldehyde, catalytic oxidation of benzaldehyde to benzoic acid, catalytic oxidation of benzene to phenol, and was one of the most efficient catalyst. In recent years, the preparation methods of FexOy/C composites were described, mainly in hydrothermal method, impregnation method, ultrasonic spray pyrolysis method. Each method had advantages and disadvantages. We wanted to find a more efficient, convenient and time saving method for the preparation of FexOy/C composites. The solution combustion method was particularly important. Solution combustion synthesis had brought new opportunities for the preparation of FexOy/C composites.

FexOy/C composites; catalytic oxidation; hydrothermal method; impregnation method; ultrasonic spray pyrolysis method; solution combustion synthesis

O643.322

A

1009-220X(2016)02-0072-06 DOI: 10.16560/j.cnki.gzhx.20160217

2016-02-13

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21173110）。

呂丹陽(yáng)（1992～），女，碩士；主要從事催化化學(xué)的研究。

孫 琪（1963～），男，副教授，博士；主要從事納米金屬氧化物的研究。sunqils63@163.com