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1. 文献综述与调研报告：（阐述课题研究的现状及发展趋势，本课题研究的意义和价值、参考文献）
1、现状及发展趋势
1.1磁性固体催化剂的研究现状
磁性固体催化剂指的是一类具有较强磁响应功能的催化剂，因为其对磁性十分敏感，所以可以通过特殊的工艺将其包覆在非磁性催化剂的表面，使其便于与产物分离，能够大大提高产品的纯度，还简化了反应的操作流程，具有很好的经济效益，同时，磁性固体催化剂还具有活性强、稳定性高、可重复利用的优点，因而具有十分广阔的工业应用前景。[1][2]但同时磁性催化剂也存在许多问题，因为其大多是由金属制成的，所以在强酸环境下容易被腐蚀；同时如何控制酶在颗粒仍具有较大磁性的情况下尽可能多的结合在固体微粒上也值得深究；还有如何有效的将磁源高效的引入催化剂中而尽可能减少光电荷的影响也是一大难题。
目前，许多磁性固体催化剂已被研究出来并已经投入光催化、相转移催化以及生物催化等领域。
1.1.1固体酸催化剂
将磁性材料如Fe3O4包覆在酸性催化剂的表面，形成包覆性结构，具有催化活性高、无污染、工艺流程相对简单的特点，同时通过共沉淀法制备的固体催化剂经过煅烧后还具有超顺磁性同时在催化乙酸乙酯等物质中转化率可达97%以上。
1.1.2磁性生物催化剂
生物催化剂具有反应活性高，无污染的优点，但同时，生物催化剂对温度十分敏感，作用条件比较温和，所以容易快速失活。这限制了生物催化剂的实际应用。利用共价耦合、物理吸附等方式将磁性微粒与生物催化剂相结合，能够有效改善生物催化剂的不足。
1.1.3磁性贵金属催化剂
贵金属颗粒通过化学键与磁性材料相结合，常用的贵金属有Ru、Au、Pt等，该催化剂具有很强的稳定性，同时经过多次循环使用后仍旧具有较强的活性，催化剂结构和性质不易改变[3]。
1.2磁性固体催化剂的种类
按照磁性催化剂的结构可以将其分为：负载型、直接包覆型、非直接包覆型、本身具有磁性的催化剂。负载型催化剂是将活性组分分担于磁性包覆材料的表面如Y-Fe2O3.直接包覆型是直接在催化剂表面覆盖一层磁性材料，非直接包覆型是为了避免磁核与活性组分反应尔在两者之间引入了过渡层。自身具有磁性催化剂，即本身就具备磁性的均相催化剂。
按照磁核来分类可以分为磁性固体碱催化剂、磁性固体酸催化剂、磁性生物催化剂、贵金属催化剂等。
1.3磁性固体催化剂的制备方法
1.3.1共沉淀法
该方法是将包含两种或以上的金属离子混合，并加入沉淀剂使其结晶或沉淀出来，最后再将沉淀或结晶物烘干碳化或热分解得到产物。共沉淀法包含两种，以四氧化三铁为例，一种是现先将二价铁与三价铁混合和倒入强碱水溶液中，二价铁与三价铁瞬间在强碱溶液中结晶，形成四氧化三铁磁性催化剂。另一种则是在配置好的三价铁与二价铁混合溶液中逐渐滴加稀碱溶液，随着其ph的逐渐升高，在pH达到6~7是混合溶液会发生水解，最终生成四氧化三铁纳米粒粒子。
共沉淀法反应原理是:
( pH小于等于7.5)( 2)
( pH ge;9.2) ( 3)
该法的原理虽然简单, 但实际制备中还有许多复杂的中间反应和副产物：
( 4)
( 5)
同时二价铁与三价铁的的比例、碳化温度、碳化时间都会影响四氧化三铁磁性材料的活性、形态与粒径等参数。该方法制得的粒子产品纯度高、产品分散性好，同时反应温度比较低。但其要求原材料粒子应当具有相似的溶解度和沉淀条件，所以反应工艺具有局限性。[4]
1.3.2溶胶-凝胶法
该方法的原理及流程为：将金属醇盐或无机盐水解后直接或间接形成溶胶，再使其聚合凝胶化，然后干燥并焙烧来去除其中的有机杂质，最后得到产品。该方法的操作步骤为：（1）水解（2）单体发生缩合和聚合并形成颗粒(3)颗粒长大（4）颗粒团聚，形成网状结构（5）变稠形成凝胶；影响该方法的因素有：（1）pH值：pH值会影响溶胶的形成（2）溶液的浓度：会影响溶胶的浓度（3）反应温度和时间等[5][6]
1.3.3水热法
水热法是将水作为反应的介质，在高温高压的条件下，是通常条件下不易溶解的前驱体溶解，并使其反应结晶。该方法是为前驱体提供了一个特殊的环境，使其发生溶解，之后在反应过程中，前驱体溶液中会形成原子或分子的结晶中心，然后结晶体不断增大，最后获得粗产品，该方法进行的同时还可以进行重结晶。[7][8]
1.3.4微乳液法
微乳液法是首先让水、油、以及表面活性剂混合并形成低粘度、各向同性的稳定的热力学体系。其中，表面活性剂的作用为乳化剂，不溶于水的非极性物质为分散介质，反应物的水溶液为分散相，三者互相作用形成水包油（O/W）或油包水(W/O)型微乳液。这种方法能够使反应在微乳液滴中进行，可以有效解决颗粒之间相互团聚的问题。[9]因而反应得到的纳米粉体具有形态规则、分散性能好等优点，同时可以通过控制反应体系中各组分的量来控制其成核、长大等过程以获得不同粒径要求的单分散纳米微粒。该方法实验装置简单、能耗低同时应用的的范围十分广泛，所以在合成磁性纳米铁系金属和化合物方面应用广泛。但因为反应温度低所以得到的产物粒子结晶性能较差且磁性质也会受其影响。[10]
1.4 Fe3O4磁性材料的制备及其应用的研究内容和意义
本课题以FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O为磁源，通过共沉淀法并经过洗涤与干燥后形成Fe3O4磁性粒子，并以淀粉为碳源，经过恒温碳化与过滤洗涤后获得Fe3O4/C粒子。最后与十二烷基苯磺酸结合生成十二烷基苯磺酸固体催化剂并通过斐林试剂滴定来确定其催化效率[11]。由于酸性催化剂在参与反应后容易与产物同时存在于同一相中，为了便于分离，故引入了碳源，使酸性催化剂尽可能多的附着在上面，从而使产物与催化剂得以分离。但由于反应体系的粘度较大，采用普通的过滤方式效率并不高，为此引入了Fe3O4磁性粒子。由于Fe3O4磁性颗粒的磁响应性能，可以通过将Fe3O4磁性粒子包覆在附着了酸性催化剂的碳源的表面而使催化剂更易于分离，提高了反应效率。[12][13]同时包覆了Fe3O4磁性材料的固体催化剂还具有催化效率高、可重复利用等优点，还可以大大提高反应产物的纯度，有效提升经济效益。因而在工业应用中具有良好的发展前景。
2 、参考文献
[1] 陈丽铎，姜震.磁性催化剂研究进展[J].化学工程师，2016, 245(02):51-54.
[2] 刘晨光，于濂清，钟晓亮.磁性催化剂研究进展[J].化工科技， 2010,18(05):55-58.
[3] 蔡晓峰，张黎明.超顺磁性四氧化三铁纳米颗粒的制备及[J].北京生物医学工程，2012,31(6):603-606.
[4]刘全民，蒋训雄.超细四氧化三铁合成与磁性能研究[J].上海金属，2014(8):60-63.
[5] 李成魁，祁红璋.磁性纳米四氧化三铁颗粒的化学制备及应用[J].上海金属，2009,31(4):54-56
[6] 康路，胡平，等.磁性纳米四氧化三铁在生物医学中的应用[J].材料导报，2015,29(11):132-134.
[7] 郑举功，陈泉水，等.磁性四氧化三铁纳米粒子的合成及表征[J].无机盐工业，2008,40(11):15-18.
[8] 拜山沙德克，乔植，等.固态铁源湿法制备四氧化三铁磁性微晶及[J].新疆大学学报，2008,26(3):253-256.
[9] 李永生，陈玲.可控制备磁性四氧化三铁-金纳米复合颗粒[J].无机材料学报，2018，33(2):221-224.
[10] 聂冬霞，施国跃.四氧化三铁磁性纳米颗粒人工模拟酶在快速检测[J].分析化学研究报告，2016，44(2):179-185.
[11] 刘杰，王树林，崔体运，高乾.四氧化三铁磁性纳米粒子的制备及[R].山东威海:中国颗粒学会颗粒制备与处理专业委员会，2009.
[12] 周莅霖，况锦铭，等.四氧化三铁纳米粒子表面接枝聚合制备[J].化学进展，2009，21(9):1880-1884.
[13]Qianli Ma Wensheng Yu Xiangting Dong .Electrospinning preparation andproperties[J].J Nanopart Res，2012, 14(1):1202-1205.
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