[00108137]磁性纳米复合材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种磁性纳米复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

氮氧化物包括以一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)为主的多种氮的氧化物，是 形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。大气中的氮氧化物主要源于化石燃料燃 烧氮化合物的转化以及工业生产过程中硝酸的使用。氮氧化物将成为实行总量控 制的污染物之一。而目前氮氧化物的处理方法主要有以下几种：选择性催化还原 法(SCR 法)是以氮气为还原剂，V2O5-TiO2 为催化剂来消除固定源(如火力发电厂) 排放的 NO 的工艺，脱除率约为 65％；非催化选择性还原法(SNCR 法)是在 900～ 1200℃的高温下反应，该法的净化率只有 50％；湿法吸收是通过 NaOH、Ca(OH)2、 Mg(OH)2 等这些碱性溶液来吸收净化氮氧化物，虽然该实验的脱除率可以达到 90％，但在实际应用过程中，会产生大量的硝酸盐固体废弃物，造成二次污染。 因此，如何低成本、高效率的处理工业生产过程中产生的氮氧化物，并且“变废 为宝”将氮氧化物转化为可循环使用的硝酸，实现氮氧化物的达标排放(≤ 100mg/m3)，仍然是有待解决的关键问题。

纳米材料作为新一代高效环保催化剂在光催化空气净化，汽车尾气净化，化 石燃料脱硫和降低温室效应等空气净化领域有很好的应用，被誉为“21 世纪最有 前途的材料”。纳米无机氧化物是纳米材料的重要组成部分，而稀土氧化物又是 一个亮点，其中纳米二氧化铈是稀土氧化物中活性最高的一个氧化物催化剂。这 是因为纳米二氧化铈(CeO2nanoparticles,CeO2NPs)颗粒尺寸小，表面键态和电子 态与颗粒内部不同，表面光滑度变差，形成了凹凸不平的原子台阶，从而增加了 反应接触面，具有很强的催化性能。利用 CeO2NPs 的高催化活性，用于催化氧化 氮氧化物，将其直接转化为可循环使用的硝酸。

但是由于纳米材料尺寸小，比表面积大，表面原子数增加，原子配位不足及 其高的表面能，是这些表面原子具有很高的活性，极不稳定，容易发生团聚而使 其催化活性降低。另外，催化剂的可循环使用，可以大大降低成本。对于纳米材 料而言，目前往往采用离心分离的方法，分离过程中，能耗高，且效果差。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种磁性纳米复合材料。

本发明的第二个目的是提供一种制备磁性纳米复合材料的方法。

本发明的第三个目的是提供所述磁性纳米复合材料的应用。