综述：铜、镍、钴、锌铁氧体的合成、性质及催化应用全面综述研究

这篇综述系统总结了Cu-Ni-Co-Zn铁氧体（AB2O4型尖晶石结构）的绿色合成方法（如共沉淀、水热法）、结构调控（立方/四方相变）及其在催化（HER/OER/CO2RR）和环境修复中的应用优势，重点分析了合成参数（pH、温度、掺杂）对磁学性能（Ms/Hc）和催化效率的影响机制，为设计高性能磁性催化剂提供理论指导。

　　

化学、结构与物理化学分类

铁氧体纳米颗粒根据磁响应可分为硬磁（如BaFe₁₂O₁₉）和软磁（如Ni-Zn铁氧体）两类。尖晶石型铁氧体（AB₂O₄）因A/B位阳离子分布差异分为正尖晶石（如ZnFe₂O₄）、反尖晶石（如NiFe₂O₄）和混合型。CuFe₂O₄在350°C以上会从四方相转变为立方相，伴随磁饱和强度（M_s）提升至48 emu g^-1，而CoFe₂O₄的M_s最高达83.7 emu g^-1，ZnFe₂O₄则因量子限域效应呈现1.8-3.0 eV的直接带隙。

合成方法创新

物理法：激光烧蚀法（如20 kHz脉冲制备NiFe₂O₄）可获6 nm超顺磁颗粒，但成本较高；球磨法易引入杂质，使CuFe₂O₄的M_s从53降至34 emu g^-1。
化学法：共沉淀中pH>10.3时CuFe₂O₄形成立方相（M_s 47 emu g^-1）；水热法添加甘油浓度达40%时，NiFe₂O₄呈现八面体形貌且M_s提升至53 emu g^-1。
生物法：橙汁辅助合成的Co掺杂NiZn铁氧体通过阳离子重排增强磁性能。

形貌调控策略

通过表面活性剂（如CTAB）可定向合成ZnFe₂O₄纳米花（光催化活性提升3倍）或CoFe₂O₄六方片（M_s 86.1 emu g^-1）。Pr³⁺掺杂使CoFe₂O₄形貌从纳米球演变为菜花状，产生更多氧空位。

催化应用突破

废水处理：Cu_0.4Ni_0.6Fe₂O₄在可见光下对罗丹明B降解率达99.8%，归因于Fe³⁺/Fe²⁺和Cu²⁺/Cu⁺氧化还原对促进·OH生成。
能源催化：CoFe₂O₄/石墨烯在HER中过电位仅270 mV（10 mA cm^-2），而5%GO-CuFe₂O₄将CO₂光还原甲醇产率提升91%。NiFe₂O₄@TiO₂异质结通过Z型机制使CO产率达161 μmol g^-1h^-1。

挑战与展望

当前需解决铁氧体在真实废水中的抗中毒能力，并开发原位表征技术解析表面反应机制。通过精准调控A/B位阳离子分布（如Li⁺优先占据八面体位），可进一步优化其催化选择性和循环稳定性。