[發明專利]一種醇類光氧化催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410254960.0
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN104001506A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 鞏金龍;李盎;王拓;張鵬;常曉俠;李長江;蔡偉亭
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J23/52
• 分類號: B01J23/52;B01J35/00;C07C47/54;C07C45/38;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

1.一種醇類光氧化催化劑，其特征在于，以二氧化鈦為殼，在二氧化鈦殼內設置金納米棒，所述二氧化鈦的晶型主體為銳鈦礦晶型，所述二氧化鈦殼的厚度為納米級，所述金納米棒的長徑比為2—5，所述催化劑的比表面積為300—320m²g^-1，平均孔徑為4.5—5.5nm。

2.根據權利要求1所述的一種醇類光氧化催化劑，其特征在于，所述二氧化鈦殼的厚度優選40—180nm。

3.根據權利要求1所述的一種醇類光氧化催化劑，其特征在于，所述金納米棒的長徑比優選2.4—4.2。

4.一種醇類光氧化催化劑的制備方法，其特征在于，按照下述步驟進行：

步驟1，使用包裹二氧化硅的金納米棒結構為原料，在這一結構外層再包覆不定形的二氧化鈦，在水相中均勻分散包裹二氧化硅的金納米棒和羥丙基纖維素，滴加鈦酸四丁酯的乙醇溶液，并加熱到80—90℃，冷凝回流后離心去除上層清液，再使用乙醇和去離子水進行清洗即可；

步驟2，向步驟1制備的包裹二氧化硅和不定形二氧化鈦的金納米棒結構的最外層包裹二氧化硅，以在金納米棒結構外形成二氧化硅－不定形二氧化鈦－二氧化硅的包覆結構：向含有步驟1制備的包裹二氧化硅和不定形二氧化鈦的金納米棒結構水相溶液中加入正硅酸乙酯，攪拌反應即可；

步驟3，將制備二氧化硅－不定形二氧化鈦－二氧化硅的包覆結構的金納米棒結構干燥后進行粉碎，在500—950℃下保溫至少2h進行焙燒，然后自然冷卻至室溫20—25℃；

步驟4，利用堿液對焙燒后的產物進行蝕刻，以去除二氧化硅，最終形成二氧化鈦中空殼包裹金納米棒的催化劑。

5.根據權利要求4所述的一種醇類光氧化催化劑的制備方法，其特征在于，在所述步驟1中，為包裹二氧化硅，向本步中得到的含有包裹不定形二氧化鈦和二氧化硅的金納米棒結構的水相中加入聚乙烯吡咯烷酮，以攪拌均勻。

6.根據權利要求4所述的一種醇類光氧化催化劑的制備方法，其特征在于，在所述步驟3中，優選700—900℃下保溫5—15min進行焙燒2—4h，選擇2—5℃/min的升溫速度自室溫20—25℃進行升溫。

7.根據權利要求4所述的一種醇類光氧化催化劑的制備方法，其特征在于，在所述步驟4中，堿液選擇氫氧化鈉或者氫氧化鉀的水溶液，蝕刻溫度選擇70—80℃下蝕刻至少8h，優選10—12h。

8.如權利要求1—3之一所述的醇類光氧化催化劑在苯甲醇光催化生成苯甲醛中的應用，其特征在于，使用甲苯為溶劑，并通入氧氣，使用可見—近紅外光進行照射，波長為420—3000nm。

9.根據權利要求8所述的醇類光氧化催化劑在苯甲醇光催化生成苯甲醛中的應用，其特征在于，所述可見—近紅外光波長為1000—2500nm。