[發(fā)明專利]四羧基酞菁鐵敏化二氧化鈦催化劑及其合成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610041511.7
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105642356A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尤會敏;趙彥英
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J37/02;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/38
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;侯蘭玉

1.一種四羧基酞菁鐵敏化二氧化鈦催化劑，其特征在于：該催化劑是由四羧基酞菁鐵 敏化二氧化鈦得到，四羧基酞菁鐵與二氧化鈦的摩爾比為1:22-28。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四羧基酞菁鐵敏化二氧化鈦催化劑，其特征在于：該催化劑中 二氧化鈦的粒徑為50-80nm。

3.一種權(quán)利要求1所述的四羧基酞菁鐵敏化二氧化鈦催化劑的合成方法，其特征在于 該方法包括如下步驟：

a、配制1g/L二氧化鈦的水溶液，攪拌后超聲分散30-60min；

b、配制2~10×10^-3mol/dm³的四羧基酞菁鐵（FePc(COOH)₄）的A溶液，以FePc(COOH)₄的 A溶液逐滴加入步驟a得到的二氧化鈦水溶液中，此過程持續(xù)攪拌；待滴加完成后再繼續(xù)攪 拌8~15h；A選自二甲基亞砜（DMSO）或二甲基甲酰胺（DMF）；得到的懸濁液中四羧基酞菁鐵與 二氧化鈦的摩爾比為1:22-28；

c、對步驟b得到的懸濁液進行離心分離，對所得固體清洗后干燥，得到催化劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于：步驟c中，對所得固體分別用水、甲醇、 丙酮清洗三次，最后對產(chǎn)物真空烘箱60℃干燥。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于：步驟b中，A為DMSO，二氧化鈦水溶液與 FePc(COOH)₄的DMSO溶液的體積比為25~35:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于該方法具體是：

a、取300mL1g/L二氧化鈦的水溶液磁力攪拌10min，然后再超聲30min；

b、配制10mL5×10^-3mol/dm³的四羧基酞菁鐵（FePc(COOH)₄）的二甲基亞砜溶液，以 FePc(COOH)₄的DMSO溶液逐滴加入二氧化鈦水溶液中，此過程持續(xù)攪拌，待滴加完成后再繼 續(xù)攪拌12h，以達到FePc(COOH)₄完全能浸漬到二氧化鈦上；

c、反應(yīng)結(jié)束后，對懸濁液進行離心分離，對所得固體分別用水、甲醇、丙酮清洗三次，最 后對產(chǎn)物真空烘箱60℃干燥。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于所述四羧基酞菁鐵的制備方法是：

將4-羧基鄰苯二甲酸酐、尿素和氯化鐵混合，再加入催化劑鉬酸銨混合均勻后充分研 磨，在180±10℃反應(yīng)充分后升溫至230±5℃繼續(xù)反應(yīng)3~4h，得到的黑色固體產(chǎn)物用5- 6mol/L鹽酸浸泡10~12h，過濾，棄濾液，取濾餅在80-90℃蒸餾水中攪拌28~35min后過濾，重 復(fù)直至過濾液無固體析出，烘干，加入氫氧化鈉飽和的氯化鈉溶液，反應(yīng)8-10h，抽濾，用濃 鹽酸調(diào)節(jié)濾液pH≤3，待沉淀全部析出后，過濾，再依次用蒸餾水、甲醇、丙酮清洗固體產(chǎn)物， 真空干燥，得到粗產(chǎn)物，再經(jīng)提純后得到2,9,16,23-四羧基鐵酞菁。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的合成方法，其特征在于：粗產(chǎn)物提純的方法是，將上述粗產(chǎn)物 傾倒入9~12倍質(zhì)量數(shù)的濃硫酸中，攪拌使其完全溶解，50-55℃水浴中加熱攪拌至少1h，冷 卻至室溫后慢慢傾倒入9~10倍濃硫酸體積的蒸餾水中，并不斷攪拌，加熱煮沸，靜置過夜； 過濾，加入適量的蒸餾水煮沸5-10min，冷卻后離心分離，分別用乙醇、丙酮作洗滌劑，超聲 波粉碎洗滌，離心分離，60℃真空干燥后得到2,9,16,23-四羧基鐵酞菁純產(chǎn)物。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的合成方法，其特征在于：4-羧基鄰苯二甲酸酐、尿素和氯化鐵 的摩爾比為1:25:0.25。