CN101703936A - 磁性纳米催化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种催化剂技术领域的磁性纳米催化剂及其制备方法，包括：向还原性醇中依次加入金属单质前驱体、长链有机聚合物、铁酸盐前驱体以及金属醋酸盐，搅拌至形成均匀悬浊液，然后将该均匀悬浊液转移到反应釜中进行加温反应后自然冷却至室温，制成混合催化体；将混合催化体在外磁场作用下进行沉降分离后，再将所得固体物质分散到混合溶剂中进行沉降分离和清洗循环各2～3次，最后置于室温下真空干燥，即得磁性纳米催化剂。本发明制备方法简单，制备得到的催化剂对硝基苯酚加氢还原过程具有17.21～1.65mmol^-1s^-1的反应常数，多次循环使用过程中催化反应速率常数无明显降低。

Description

磁性纳米催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种化工催化技术领域的催化剂及其制备方法，具体是一种一类金属铁酸盐磁性纳米催化剂及其制备方法。

背景技术

多相催化过程在精细化工，以至世界经济发展中发挥着重要的作用，据统计，目前商品交易中约90％的化工产品是通过多相催化过程获得的。研制具有高催化活性且便于从反应体系中分离的多相催化剂符合“绿色化学”和“原子经济”的发展方向。纳米尺度的催化剂由于尺寸小、表面活性位点增多、化学反应接触面积增大，具有明显优于相应块体材料的催化活性。由于其小的尺寸，纳米催化剂存在着难以利用传统的过滤、离心等分离手段从反应体系分出的问题。负载于磁性载体的纳米催化剂在外磁场的作用下可以方便的从反应体系中分离。这种新型的磁性纳米催化剂兼具了高催化活性和易从反应体系中里分离的特点，近年来受到催化界研究者越来越多的重视。

经过对现有技术的检索发现，现有技术已公开了一些制备磁性纳米催化剂的方法并测试了它们在某些催化体系里的催化性能。例如，加拿大的Alper等人通过多步法将均相催化剂[Rh(COD)Cl]₂与外面包覆了一层SiO₂的Fe₃O₄载体进行复合制得了磁性纳米催化剂，并测试了该催化剂在一些含-C＝C-的底物的羰基化反应中的催化活性与催化寿命(J.Am.Chem.Soc.2006，128，5279)；美国North Carolina大学的Lin Wenbin等人同样采用多步合成的方法将Fe₃O₄与催化剂活性组分[Ru(BINAP-PO₃)(DPEN)Cl₂]通过柔性有机分子偶联起来，制得了磁性纳米催化剂并考察了其在一系列芳香酮不对称催化加氢反应中的活性及催化剂寿命(J.Am.Chem.Soc.2005，127，12486)；英国Reading大学的Tsang等人将制得的SiO₂包覆的Fe₃O₄作为β-内酰胺酶的磁性载体并研究了该酶催化剂的活性保持情况(Chem.Commun.2003，2998)；美国Southern Illinois大学的GaoYong等人则将Pd负载在含γ-Fe₂O₃的磁性载体上用作Suzuki偶合反应体系的催化剂(Chem.Commun.2005，4435)；我们工作组不久前发明了一种简单便捷的方法合成了应用于苯乙烯环氧化体系的Ag-Fe₃O₄磁性纳米催化剂(Chem.Commun.2008，3414)。尽管已经有很多制备磁性纳米催化剂的方法见诸报道，但总体而言磁性纳米催化剂的应用并不广泛，这主要是由于目前报道的磁性纳米催化剂的制备方法大多步骤繁琐、操作复杂、普适性差，磁性纳米催化剂的类型和数量较匮乏，前面提到的这些磁性纳米催化剂的应用体系范围较窄。寻找一种通用的、简单便捷的磁性纳米催化剂的制备方法，大量合成各种类型的磁性纳米催化剂，并将之应用于新的催化体系成为亟待解决的问题。

对氨基苯酚(简称PAP)，是重要的有机精细化工原料和医药中间体，广泛应用于医药、橡胶、染料等领域.在医药工业中PAP主要用于生产扑热息痛、扑炎痛、安妥明、维生素B、复合剂烟酰胺和6-羟基喹啉等，其中扑热息痛是全球最主要的解热镇痛药，其销售额占整个解热镇痛药物市场的45％；在橡胶工业中，PAP用于合成用于子午胎配套的对苯二胺类防老剂H4010、4020、4030等，它们是目前世界上公认的低毒、低污染、高效的防老剂，具有很好的发展前景；PAP也是染料工业中生产分散染料、酸性染料、直接染料、硫化染料和毛皮染料的中间体.近年来，随着医药和橡胶等行业的发展以及PAP应用领域的不断拓展，国际上对PAP的消费量一直呈较快增长趋势，开发出可以大量快捷制备PAP的方法具有一定的必要性和紧迫性.对硝基苯酚还原加氢是制备对氨基苯酚的一个重要途径.目前存在两种以对硝基苯酚制备对氨基苯酚的工艺：①铁粉还原法(又称伯钱法)，即以铁粉作为对还原剂经还原、中和、浸渍、过滤和干燥等过程制得对氨基苯酚.该工艺操作繁琐、污染严重，制备过程中产生大量含芳胺的铁泥和废水，且产品含铁量高，纯度低，不能直接用于医药行业.由于对环境污染严重，该工艺在国外已被淘汰，我国也已禁止新建采用该工艺的生产装置.②对硝基苯酚催化加氢还原法，即以细颗粒贵金属(Pt/C，Pd/C)等为催化剂，经加氢还原、萃取精制得到对氨基苯酚.目前该工艺存在的主要缺陷是所使用的催化剂由于粒度过小，回收困难，而且贵金属催化剂的制造成本昂贵，操作复杂(江苏化工，1999，27，13；中国专利：200710040037.7).因此，目前设计合成廉价，高效，方便回收且可循环使用的用于对硝基苯酚催化加氢体系的催化剂仍是一个挑战.

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一系列磁性纳米催化剂及其制备方法，制备方法简单，制备得到的催化剂在催化对硝基苯酚加氢还原过程具有17.2～1.65mmol^-1s^-1的反应速率常数，多次循环使用过程中催化反应速率常数无明显降低。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及磁性纳米催化剂的分子式为M’-MFe₂O₄，其中：M’为质量百分比为0.5～31％的金属单质Pd、Pt、Au、Cu或Ni，MFe₂O₄为质量百分比为69～99.5％的磁性载体Fe₃O₄、CoFe₂O₄、NiFe₂O₄、MnFe₂O₄或ZnFe₂O₄，所述的催化剂的粒径为7～406nm。

本发明涉及上述磁性纳米催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步、向还原性醇中依次加入金属单质前驱体、0.0212～10mol/L长链有机聚合物、0.0425～0.2mol/L的铁酸盐前驱体以及0.085～80mol/L金属醋酸盐，制成反应混合液；

所述的还原性醇是指：乙二醇、1，3-丙二醇和苯甲醇中的一种或其组合。

所述的金属单质前驱体是指：PdCl₂，H₂PdCl₄，Na₂PdCl₄，H₂PtCl₆·6H₂O，AuCl₃·HCl·4H₂O，NiCl₂·6H₂O，CuCl₂·2H₂O中的一种或其组合，其用量为催化剂总质量的0.5～10wt％。

所述的长链有机聚合物是指：聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷嵌段聚合物(PEO-PPO-PEO)、聚丙烯酸钠(PAAS)中的一种或其组合，其中聚合物PVP的分子量(Mr)是：10000～58000

所述的铁酸盐前驱体是指：Fe₃Cl₆·6H₂O，CoCl₂·6H₂O，NiCl₂·6H₂O，MnCl₂·4H₂O，ZnCl₂中的一种或其组合。

所述的金属醋酸盐是指：可溶性碱金属醋酸盐或碱土金属醋酸盐，如：醋酸钠CH₃COONa、醋酸钾CH₃COOK、醋酸钙(CH₃COO)₂Ca中的一种或其组合。

第二步、将反应混合液在室温条件下进行搅拌至形成均匀悬浊液，然后将该均匀悬浊液转移到反应釜中进行加热反应后自然冷却至室温，制成磁性纳米催化剂。

所述的反应釜为带有聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜。

所述的加热反应是指：反应温度为150～240℃，反应时间为0.5～72小时。

第三步、将混合催化体在外磁场作用下进行沉降分离后，再将所得固体物质分散到混合溶剂中进行沉降分离和清洗并循环2～3次，最后置于室温下真空干燥，即得磁性纳米催化剂。

所述的混合溶剂是指：10ml乙醇和15ml水的混合溶液。

本发明通过一种简单的可以规模化的溶剂热方法制备了一类可磁分离的负载型纳米催化剂，与已有的方法相比，本发明具有如下明显优点：

1.)与现有的方法相比，本发明所涉及的磁性纳米催化剂的制备方法工艺简单，直接，所用原料和溶剂廉价易得，环境友好，污染小，制备过程耗时少，经济适用，适合大规模工业化生产。

2.)本发明制得的催化剂对外磁场具有灵敏的响应，可以通过控制外加磁场的方法实现催化剂颗粒的高度分散以及反应后催化剂的富集、回收，解决了非磁性纳米催化剂难以回收的难题，减少了催化剂的损失，提高了贵金属催化剂的利用效率。

3.)本发明所涉及的方法在负载型磁性纳米催化剂的制备方面具有通用性，可广泛的应用于有还原性前驱体的贵金属催化剂(如：Ru，Rh等)负载于磁性载体上的催化剂的制备，极大地丰富了催化剂的种类和类型。

4.)本发明考察了制得的负载型磁性纳米催化剂在对硝基苯酚加氢还原制备对氨基苯酚催化反应体系中的应用，制得的催化剂在该体系中表现出优异的催化活性和稳定性，拓展了可磁分离的负载型纳米催化剂的应用领域。

5.)本发明中还考察了制得的Cu等价格低廉的金属在该催化体系中的应用，为工业上降低该催化过程中催化剂的成本提供了有效的途径。

6.)本发明制得的负载型磁性纳米催化剂粒径较小，且PVP等表面活性剂具有一定的双亲性，制得的催化剂能较好的分散在水等极性溶剂中，可与溶解于水等极性溶剂的反应底物充分接触，使它们表现出优异的催化活性。

附图说明

图1为实施例1制备的Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂的透射电镜照片。

图2为实施例1制备的Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂的粉末X射线衍射谱图。

图3为实施例1制备的Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂在(a)温度为4K和(b)温度为300K时的磁滞回线。

图4为实施例1制备的Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂在催化NaBH₄还原对硝基苯酚体系中紫外可见分光光谱随时间的变化。

图5为实施例1制备的Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂在循环使用十次的过程中催化反应速率常数的变化。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例.

实施例1Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂，通过以下步骤制备：

第一步、将0.0509mmol Na₂PdCl₄，5.25mmol PVP(K30，分子量：10000)，3.50mmolFe₃Cl₆·6H₂O，35.0mmol CH₃COONa顺序加入到35ml乙二醇中。

第二步、将上述溶液在室温搅拌至形成均匀悬浊液，然后将该悬浊液转移到带有50ml聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在200℃反应8小时后使其自然冷却至室温。

第三步、将得道的棕黑色产品在外磁场作用下沉降分离，并重新分散在乙醇和水的混合溶液中进行清洗，如此沉降分离-清洗循环2-3次，将表面的一些离子、多余的聚合物和其它杂质洗掉；所得固体在室温真空干燥，最终得固体粉末0.255g，即Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂，其中Pd的含量为1.19wt％。

图1是实施例1制备的Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂的透射电镜照片，由图1可看出该催化剂为较规整的花状球形纳米粒子，且该球形纳米粒子是由更小的基元纳米粒子通过较弱的力，以非常松散的形式组装而成，通过测量多个透射电镜照片上粒子的直径可知，该球形纳米粒子的平均粒径为20nm。

图2是实施例1制备的Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂的粉末X-射线衍射谱图，图中的衍射峰可归属为Fe₃O₄的衍射峰，本图未出现明显的Pd的衍射峰是由于Pd的含量少，且Pd粒子粒径小。

图3是实施例1制备的Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂在温度为(a)4K和(b)300K时的磁滞回线，该负载型磁性纳米催化剂在4K具有铁磁性，在300K具有顺磁性，说明该催化剂具有超顺磁的性质，且在室温其饱和磁化强度为69.2emug^-1，保证了其可以在外磁场的作用下方便的从催化体系里分离。

本实施例制备所得Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂催化对硝基苯酚加氢还原反应性能测试如下：

向标准比色皿中加入1.5ml0.1molL^-1的NaBH₄、1.5ml0.1mmolL^-1的对硝基苯酚和金属负载型磁性纳米催化剂2mg，混合均匀同时计时，并记录该混合溶液的紫外可见吸收光谱在反应过程中的变化，每隔一定的时间(约100秒)测试紫外可见吸收曲线一次。每次反应结束，可以通过外加磁场方便的将催化剂与反应溶液分离。金属铁酸盐负载型磁性纳米催化剂在该催化反应体系中表现出优异的催化活性。由于反应中使用的NaBH₄用量远远高于实际反应中所需要的量，因此其浓度在整个反应过程中可视为常数，反应为准一级反应。根据一级反应的速率方程，可计算出每次反应速率常数。

图4是实施例1制备的Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂催化对硝基苯酚加氢还原反应时，吸收强度随反应时间的典型变化。根据一级反应速率方程知该催化剂第一次使用时的反应速率常数为15.4mmol^-1s^-1。

本实施例制备所得Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂催化对硝基苯酚加氢还原反应可重复使用。反应结束后，催化剂经外加磁场富集，处理，用作下一轮催化实验，测试其循环性能

图5是Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂循环使用十次过程中，每次催化反应的速率常数，从图中可看出在催化剂存在的条件下，对硝基苯酚加氢还原过程具有非常高的反应速率常数。Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂重复使用十次过程中其催化反应速率常数为17.21～1.65mmol^-1s^-1。经过前两次使用后，催化反应速率常数略有下降，但在之后的每次循环使用过程中催化反应速率常数无明显降低，保持较高的催化反应速率常数。

对比例1a

与实施例1的步骤类似，区别在于实施例1a中用PdCl₂代替实施例1中的Na₂PdCl₄。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，但Pd仅分布于磁性载体内部，表面未检测到Pd。

对比例1b

与实施例1的步骤类似，区别在于实施例1b中Pd的前驱体是通过如下途径制得的：0.0509mmolPdCl₂溶于0.509ml0.2molL^-1的盐酸溶液中，加二次水25ml，搅拌均匀后在40～60℃旋转蒸发，待烧瓶内液体完全蒸出，剩余的固体即Pd的前驱体。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，但Pd仅分布于磁性载体内部，表面未检测到Pd。

实施例2

与实施例1的步骤类似，区别在于实施例2中Na₂PdCl₄的用量为0.127mmol。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为4.69wt％，平均粒径为96nm，催化反应速率常数为0.72mmol^-1s^-1。

实施例3

与实施例1的步骤类似，区别在于实施例3中Na₂PdCl₄的用量为0.254mmol。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为8.14wt％，平均粒径为10nm，催化反应速率常数为2.3mmol^-1s^-1。

实施例4

与实施例1的步骤类似，区别在于实施例4中Pd的前驱体是通过如下途径制得的：将0.0509mmolPdCl₂溶于0.509ml0.2molL^-1的盐酸溶液中，加二次水25ml，搅拌均匀后再加入0.2molL^-1NaOH溶液0.0509ml，再次搅拌均匀后在40～60℃旋转蒸发，待烧瓶内液体完全蒸出，剩余的固体即Pd的前驱体。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为2.66wt％，平均粒径为7nm，催化反应速率常数为5.0mmol^-1s^-1。

实施例5

与实施例4的步骤类似，区别在于实施例5中PdCl₂的用量为0.127mmol。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为4.66wt％平均粒径为8nm，催化反应速率常数为3.0mmol^-1s^-1。

实施例6

与实施例4的步骤类似，区别在于实施例6中PdCl₂的用量为0.254mmol。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为9.44wt％平均粒径为7nm，催化反应速率常数为0.51mmol^-1s^-1。

实施例7

与实施例5的步骤类似，区别在于实施例7中在200℃的反应时间是2小时。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为3.39wt％，平均粒径为50nm。

实施例8

与实施例5的步骤类似，区别在于实施例8中在200℃的反应时间是3小时。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为3.43wt％，平均粒径为41nm。

实施例9

与实施例5的步骤类似，区别在于实施例8中在200℃的反应时间是4小时。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为3.78wt％，平均粒径为66nm。

实施例10

与实施例1的步骤类似，区别在于实施例10中在200℃的反应时间是72小时。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为1.10wt％，平均粒径为62nm。

实施例11

与实施例1的步骤类似，区别在于实施例11中的反应温度和时间分别为210℃和8小时。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为1.69wt％，平均粒径为60nm。

实施例12

与实施例1的步骤类似，区别在于实施例12中所用的PVP的分子量为58000。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为1.26wt％，平均粒径为35nm。

实施例13

与实施例1的步骤类似，区别在于实施例13中Fe₃Cl₆·6H₂O的用量为7.00mmol。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为0.94wt％，平均粒径为406nm。

实施例14

与实施例1的步骤类似，区别在于实施例14中Fe₃Cl₆·6H₂O的用量为1.49mmol。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为0.92wt％，平均粒径为25nm。

实施例15

与实施例1的步骤类似，区别在于用1.17mmol的MnCl₂·4H₂O和2.33mmol的FeCl₃·6H₂O取代实施例1中所用的3.5mmolFe₃Cl₆·6H₂O。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为0.79wt％，平均粒径为18nm。

实施例16

与实施例1的步骤类似，区别在于用1.17mmol的ZnCl₂和2.33mmol的FeCl₃·6H₂O取代实施例1中所用的3.5mmolFe₃Cl₆·6H₂O。得到Pd-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pd的含量为1.96wt％，平均粒径为36nm。

实施例17

制备Au-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂：与实施例1的步骤类似，区别在于用0.0687mmol的AuCl₃·HCl·4H₂O取代实施例1中所用的0.0509mmol Na₂PdCl₄。得到Au-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Au的含量为6.86wt％，平均粒径为27nm，由于分布于磁性载体表面的Au较少，催化反应进行缓慢。

对比例17a

与实施例17的步骤类似，反应温度和时间不同，对比例17a为在180℃反应1小时后在200℃又反应了8小时。得到Au-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Au的含量为10.0wt％，平均粒径为41nm，催化反应速率常数为0.41mmol^-1s^-1。

实施例18

制备Pt-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂：与实施例1的步骤类似，区别在于用0.174mmol的H₂PtCl₆·6H₂O取代实施例1中所用的0.0509mmol Na₂PdCl₄。得到Pt-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pt的含量为9.06wt％，平均粒径为60nm，催化反应速率常数为0.86mmol^-1s^-1。

对比例18a

与实施例18的步骤类似，反应温度和时间不同，对比例18a为在180℃反应1小时后又在200℃下反应了8小时。得到Pt-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Pt的含量为7.17wt％，平均粒径为16nm，催化反应速率常数为3.40mmol^-1s^-1。

实施例19

制备Cu-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂：与实施例1的步骤类似，区别在于用2.975mmol的CuCl₂·2H₂O取代实施例1中的0.0509mmol Na₂PdCl₄。得到Cu-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Cu的含量为17.7wt％，平均粒径为24nm，催化反应速率常数为0.28mmol^-1s^-1。

对比例19a

与实施例19的步骤类似，反应温度和时间不同，对比例19a为在180℃反应1小时后又在200℃下反应了8小时。得到Cu-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Cu的含量为28.9wt％，平均粒径为17nm，催化反应速率常数为0.12mmol^-1s^-1。

实施例20

制备Ni-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂：与实施例1的步骤类似，区别在于用2.975mmol的NiCl₂·6H₂O取代实施例1中的0.0509mmol Na₂PdCl₄。得到Ni-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Ni的含量为19.6wt％，平均粒径为14nm，催化反应速率常数为0.00486mmol^-1s^-1。

对比例20a

与实施例20的步骤类似，反应温度和时间不同，对比例20a为在180℃反应1小时后又在200℃下反应了8小时。得到Ni-Fe₃O₄负载型磁性纳米催化剂粒子，Ni的含量为31.3wt％，平均粒径为26nm，催化反应速率常数为0.119mmol^-1s^-1。

Claims (10)

1.一种磁性纳米催化剂，其特征在于，其分子式为M’-MFe₂O₄，其中：M，为质量百分比为0.5～31％的金属单质Pd、Pt、Au、Cu或Ni，MFe₂O₄为质量百分比为69～99.5％的磁性载体Fe₃O₄、CoFe₂O₄、NiFe₂O₄、MnFe₂O₄或ZnFe₂O₄。

2.根据权利要求1所述的磁性纳米催化剂，其特征是，所述的催化剂的粒径为7～406nm。

3.一种根据权利要求1所述的磁性纳米催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、向还原性醇中依次加入金属单质前驱体、0.021～10mol/L长链有机聚合物、0.0425～0.2mol/L的铁酸盐前驱体以及0.085～80mol/L金属醋酸盐，制成反应混合液；

第二步、将反应混合液在室温条件下进行搅拌至形成均匀悬浊液，然后将该均匀悬浊液转移到反应釜中进行加热反应后自然冷却至室温，制成磁性纳米催化剂；

第三步、将混合催化体在外磁场作用下进行沉降分离后，再将所得固体物质分散到混合溶剂中进行沉降分离和清洗并循环2～3次，最后置于室温下真空干燥，即得磁性纳米催化剂。

4.根据权利要求3所述的磁性纳米催化剂的制备方法，其特征是，所述的还原性醇是指：乙二醇、1，3-丙二醇和苯甲醇中的一种或其组合。

5.根据权利要求3所述的磁性纳米催化剂的制备方法，其特征是，所述的金属单质前驱体是指：PdCl₂，H₂PdCl₄，Na₂PdCl₄，H₂PtCl₆·6H₂OAuCl₃·HCl·4H₃O，NiCl₂·6H₃O，CuCl₂·2H₃O中的一种或其组合。

6.根据权利要求3所述的磁性纳米催化剂的制备方法，其特征是，所述的长链有机聚合物是指：聚乙烯吡咯烷酮、环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷嵌段聚合物、聚丙烯酸钠中的一种或其组合。

7.根据权利要求3所述的磁性纳米催化剂的制备方法，其特征是，所述的铁酸盐前驱体是指：Fe₃Cl₆·6H₂O，CoCl₂·6H₃O，NiCl₃·6H₂O，MnCl₂·4H₂O，ZnCl₂中的一种或其组合。

8.根据权利要求3所述的磁性纳米催化剂的制备方法，其特征是，所述的金属醋酸盐是指：可溶性碱金属醋酸盐或碱土金属醋酸盐。

9.根据权利要求3所述的磁性纳米催化剂的制备方法，其特征是，所述的反应釜为带有聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜。

10.根据权利要求3所述的磁性纳米催化剂的制备方法，其特征是，所述的加热反应是指：反应温度为150～240℃，反应时间为0.5～72小时。

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