磁性纳米粒子负载铜催化剂制备及其在苯并呋喃合成中的应用(3)
金属氧化物作为催化剂材料的一种，极其重要，尤其是在精细化工和石油化工这两个领域中。比起其它的催化剂材料而言，金属氧化物载体具备下面的这些优势：稳定性好、高温下也不失活、负载的活性组分多等等。
1.2.1.5 分子筛
分子筛是一种硅铝酸盐化合物，拥有立方晶格结构，比较常见的分子筛有ZSM-5[16]和β-沸石[17]等等。因为分子筛具有水热稳定性好、比表面积大和高温下不失活等优点，催化剂载体材料常使用此种化合物。
1.2.1.6 磁性纳米粒子
磁性纳米粒子因其尺寸是纳米大小，有很高的比表面积，拥有很高的催化活性。另外磁性纳米粒子在外部磁场存在的情况下能够很容易的分离出来并进行重复使用，克服了纳米粒子不容易回收、容易流失造成污染等缺点。这种材料非常符合“绿色化学”的要求，相当于给未来的催化剂提供了一种新的思路，可以说是未来催化剂发展的一个重要的方向。
1.2.2 无机负载催化剂的优势
无机载体负载的催化剂相较于均相催化剂，具有很多的优势。第一，反应过后的后处理比较简单，可以通过简单的过滤、沉淀等方法就将催化剂从反应体系中分离出来，大大缩短了后处理的时间、简化了过程且提高了效率。第二，催化剂能够从反应体系中非常容易地回收回来，回收以后还能重复利用，提高了经济效益，降低了成本。第三，由于催化剂较易回收，就能够较少地流失而减少污染，同时后处理简单后所排的废液也会减少，能够大大地降低对环境的破坏，符合“绿色化学”的原则。第四，负载催化剂的腐蚀性和毒性都要比均相催化剂的腐蚀性和毒性小得多。第五，就稳定性方面而言，负载催化剂比均相的催化剂高，前者在空气体系和水体系中没有后者那么敏感，利用起来就会更加简便。
1.3 磁性纳米材料负载金属催化剂
由于均相催化剂催化活性高但难于分离回收，将均相催化剂多相化是近年来研究的一个热点，很多无机载体负载到均相催化剂上。但是，这种方法是以牺牲催化活性为代价的，尽管能够解决难于回收的这个问题的，但是由于催化剂粒径较大的缘故，催化活性往往都低于相应的均相催化剂。随着纳米技术的发展，人们发现将纳米级别的粒子负载到均相催化剂上能够很好地解决催化活性不高的问题，有时甚至其催化活性能够高于均相催化剂。然而，纳米粒子尺寸过小，又带来了难于回收的难题。将磁性纳米材料负载到均相催化剂上可以有效地解决这个难题。因为其尺寸只有纳米级别，非常小，就能够均匀地分散到反应体系中，大大地提高了其催化活性。同时它又有超顺磁性，能够磁分离回收并用于后续反应，方法简便易行。笔者在本节就磁性纳米材料负载金属催化剂的原理进行初步的阐述。
1.3.1 Fe3O4负载金属催化剂
磁性Fe3O4纳米粒子是一种新型材料，它具有超顺磁性和比较特殊的结构，已经在医学、环保、电子信息、生物等领域有了较为广泛的应用[18]。Fe3O4是具有反尖晶石结构的面心立方晶体，当它的尺寸较小时，它就具有超顺磁性。这种纳米材料具有易磁化的特点且没有磁滞现象。Fe3O4纳米粒子会自发的发生团聚，不能很好的分散开来，形成一个比较稳定的分散体系，这是由于它的小尺寸效应和磁偶极子引力等的作用产生的。为了解决其聚集倾向，可以对其进行表面修饰形成复合材料以降低其表面能，并通过空间位阻或静电斥力以提高材料的分散性[19]。
和其他的磁性纳米材料比较而言，Fe3O4磁性纳米材料不仅具备原料易得价廉的优点，而且拥有较强的磁响应性等优点，因此其常常被用作金属离子催化剂的载体。