技术摘要：
本发明公开了一种Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF‑8复合材料，其为核‑壳结构，以Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF‑8为核，ZIF‑8包覆在Cu0.5Zn0.5Fe2O4表面作为壳层。本发明公开了上述Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF‑8复合材料制备方法，包括如下步骤：将Cu0.5Zn0.5Fe2O4加入溶剂中充分搅拌，再加入  全部
背景技术：
核-壳结构材料是一种最常见的复合材料，一般是由内部的“核心”与外部的“壳 层”组成，由两种性质不同的材料结合形成，核壳结构材料在一些领域中展现出一些独特的 性能，让它在很多领域具备潜在应用价值。 铁氧体尖晶石 (M2 ＝Cu2 、Mn2 、Mg2 、Zn2 、Ni2 、Co2 等)是重要的功能材料，现在已被广泛应用于高密度信息存储、磁流体、催化剂、靶向药物、 磁分离、磁共振成像和气体传感器等范畴。而Cu0.5Zn0.5Fe2O4是一种非常重要的软磁材料，其 性能如磁性、催化性能和气体传感属性则高度依赖于铜锌摩尔比以及合成方法。 到目前为止，合成Cu1-xZnxFe2O4已经开发的各种方法，包括球磨、溶胶凝胶法、共沉 淀法、燃烧合成法、微波合成、低热固相反应和水热路线，相比与其他成分Cu1-xZnxFe2O4， Cu0.5Zn0.5Fe2O4具有较高的比饱和磁化强度和更好的催化效果。水热法制备的样品拥有颗粒 细小、粒度分布均匀、纯度高、重复性好、成本较低等特点，有利于较低温度下制备铜锌铁氧 体粉体。 而沸石类咪唑骨架材料(zeolitic  imidazolate  frameworks，简称ZIFs)具备沸 石类的拓扑结构，拥有比表面高、孔体积孔径可调理与孔隙率高的性质。其属于含氮有机杂 环配体金属有机骨架化合物材料，金属中心通常是二价的金属锌离子和金属钴离子，含氮 杂环有机配体通常有咪唑、2-硝基咪唑、苯并咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、嘌呤等。其中 不饱和的金属位点作为Lewis酸位，可以用作催化中心，现应用于氰基化反应、烃类的氧化 反应、酯化反应、Diels-Alder反应等，具有较高的活性。与其他金属有机骨架化合物材料相 比，沸石类咪唑骨架材料具备更高的化学稳定性与热稳定性。 ZIF-8是以二价锌离子和2-甲基咪唑配位形成的一种ZIF材料，锌离子同四个去质 子化的2-甲基咪唑通过咪唑环1,3位N原子桥联形成六元环，并通过单四元环形成拓扑结 构。ZIF-8具有规则的孔道结构、比表面积与孔容大、优良的热稳定性与化学稳定性，被普遍 应用于催化、气体吸附和气体分离等研究领域。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ ZIF-8复合材料及其制备方法和应用。 一种Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8复合材料，其为核-壳结构，以Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8为 核，ZIF-8包覆在Cu0.5Zn0.5Fe2O4表面作为壳层。 上述Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8复合材料制备方法，包括如下步骤：将Cu0.5Zn0.5Fe2O4加 入溶剂中充分搅拌，再加入锌盐和2-甲基咪唑混合，加热至58-62℃，保温0.8-1.2h，保温过 3 CN 111569950 A 说　明　书 2/7 页 程中持续搅拌，冷却，分离固体，洗涤，干燥得到Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8复合材料。 优选地，锌盐为硝酸锌、硫酸锌、氯化锌中至少一种。 优选地，Cu0.5Zn0.5Fe2O4、锌盐和2-甲基咪唑的质量比为0.2-0.28：0.11-0.24：0.4- 0.43。 优选地，溶剂为甲醇和/或乙醇。 优选地，干燥温度为58-62℃。 优选地，采用离心分离固体。 优选地，采用溶剂进行洗涤。 其实验现象如下：将Cu0.5Zn0.5Fe2O4加入甲醇中充分搅拌得到均匀液体，58-62℃搅 拌1-5h后甲醇溶液挥发一部分，离心后上层液体呈淡蓝色，下层固体上有白色的物质，洗涤 干燥后，得到具有磁性的褐色粉末。 Cu0.5Zn0.5Fe2O4采用如下工艺制备：将铜盐、锌盐和三价铁盐溶于水中，接着滴定碱 性溶液搅拌至体系pH值≥10，然后进行水热反应2-5h，水热反应的温度为195-205℃，冷却， 洗涤，干燥得到Cu0.5Zn0.5Fe2O4。 优选地，铜盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜中至少一种。 优选地，锌盐为氯化锌、硫酸锌、硝酸锌中至少一种。 优选地，三价铁盐为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中至少一种。 优选地，碱性溶液为三乙醇胺、二乙胺和氢氧化钠水溶液，优选为氢氧化钠水溶 液，其浓度为5.5-6.5mol/L。 优选地，铜盐、锌盐和三价铁盐的摩尔比为0.5：0.5：2，但实际操作过程中往往会 过量加入某一类物质以促进反应进行。 优选地，干燥温度为68-72℃。 其实验现象如下：铜盐、锌盐和三价铁盐溶解后得到深黄色澄清透明的溶液，滴加 碱性溶液后有絮状物产生，颜色逐渐变深，反应一定时间取出反应物时发生分层，上层为无 色澄清液，下层为浑浊液，洗涤、离心、干燥后得到具有较强磁性的褐色粉末。 上述Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8复合材料在催化氧化环己烷中的应用。 本发明所得Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8磁纳米复合材料，以其作为催化剂催化氧化环己 烷。首先采用水热法合成铜锌铁氧体Cu0.5Zn0.5Fe2O4纳米球，用X射线衍射(XRD)和Fourier红 外分析(FTIR)等方法表征Cu 0 .5Zn 0 .5Fe 2O 4粉末。然后采用ZIF-8作为外壳包覆在 Cu0.5Zn0.5Fe2O4表面，再用X射线衍射和Fourier红外分析等方法表征Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8 复合材料。 以丙酮作为溶剂，过氧化氢为氧化剂，采用所得Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8复合材料催 化氧化环己烷，对氧化产物进行气相色谱分析，实验结果表明Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8复合材 料对环己烷氧化具有良好的催化效果。 附图说明 图1为实施例3-6所得Cu0.5Zn0.5Fe2O4粉体的XRD图谱。 图2为Cu0.5Zn0.5Fe2O4粉体的XRD标准图谱。 图3为实施例3-6所得Cu0.5Zn0.5Fe2O4粉体的FTIR谱图。 4 CN 111569950 A 说　明　书 3/7 页 图4为实施例7所得Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8复合材料的XRD图谱。 图5为实施例8所得Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8复合材料的XRD图谱。 图6为实施例7所得Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8复合材料的FTIR图谱。 图7为实施例8所得Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8复合材料的FTIR图谱。 图8为实施例7所得Cu0.5Zn0.5Fe2O4@ZIF-8复合材料催化氧化环己烷产物的气相色 谱图。