[發明專利]Pt/BiVO4片狀結構復合光催化劑的合成及其應用

有效

• 申請號: 201611253451.1
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106622231B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 馬德琨;屈德朋;柴圓圓;黃少銘
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: B01J23/648
• 分類號: B01J23/648;C07C37/11;C07C39/15
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 黃浩威

本發明公開了一種Pt/BiVO₄片狀結構復合光催化劑的合成及其應用，合成得到的光催化劑是由鉑負載在片狀BiVO₄表面構成一種具有良好光催化活性的非均相復合光催化劑。以Pt/BiVO₄片狀結構復合材料為光催化劑，運用發光波長λ>400nm、功率為300W的氙燈在室溫下照射2,6?二取代基苯酚發生偶聯反應合成相應的聯苯二酚類化合物，或者照射2,4?二取代基苯酚發生偶聯反應合成相應的羥基鄰位上的聯苯酚類化合物。

技術領域

本發明屬于光催化有機合成以及非均相納米復合材料光催化劑的可控合成領域。具體涉及一種Pt/BiVO₄片狀結構復合光催化劑的合成及其應用。

背景技術

光催化一般是指，在一定波長光的照射下半導體材料光催化劑會發生光生載流子的分離，然后通過光生電子和空穴誘發氧化還原反應。光催化是光化學和催化學科的交叉點，面對日益突出的環境和能源問題，目前光催化研究領域的主要工作主要集中在光催化分解水產氫、光降解空氣和水中的污染物等環境治理和改善方面，太陽能的轉化以及界面電子轉移等電化學過程上。光催化技術也適用于有機化學反應，目前可見光催化在有機合成領域已獲得巨大研究突破，是當前熱門的研究領域。

3,3’,5,5’-四甲基聯苯二酚(TMBP)是一種重要的有機中間體，可用作聚酯﹑聚氨酯﹑聚碳酸酯﹑聚砜﹑環氧樹脂等諸多產品的改性單體；也可用作橡膠﹑乳劑防老劑和塑料抗氧劑，以及染料中間體或石油制品的穩定劑。聯苯類液晶是目前應用最廣泛的一種液晶材料，這類液晶對光、電、濕度的作用均較穩定，物理性能良好，是各類液晶中穩定性最好的，因此作為合成此類液晶的重要中間體，3,3’,5,5’- 四甲基聯苯二酚的研究具有重要的市場價值。

目前應用于光催化有機反應中的光催化劑主要有貴金屬絡合物、等離子型金屬以及有機染料等。這些光催化劑存在價格昂貴、需要制備特定的尺寸、不易于從反應體系中分離、穩定性差等不足。因此，研發可應用于有機合成中新型的可見光響應的非均相無機材料光催化劑顯得尤為必要。BiVO₄作為一種可見光催化劑，具有適宜的帶隙寬度，已被用于光催化降解污染物、太陽能電池的電極材料、光催化分解水產氧等光催化領域。但是，單一的BiVO₄材料存在光生載流子分離效率低、表面活性弱等不足。導電性良好的鉑可以作為一種有效的助催化劑，有利于電子的傳輸，同時也可以通過增加活性位點來提高BiVO₄表面的催化活性。運用光還原沉積的方法把鉑顆粒負載在 BiVO₄表面可以獲得活性高的復合光催化劑，然而該復合材料在光催化苯酚類化合物的偶聯反應中還未被開發利用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種Pt/BiVO₄片狀結構復合光催化劑的合成及其應用，提供了Pt/BiVO₄片狀結構非均相復合光催化劑的合成方法以及將此復合光催化劑用于光催化2,6-二取代基苯酚類化合物/2,4-二取代基苯酚類化合物的偶聯反應的方法，具有催化劑易于從反應體系中分離、轉化率高、反應條件溫和等優點。

為了實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

Pt/BiVO₄片狀結構復合光催化劑的合成方法，包括如下步驟：

S1在攪拌條件下，將1mmol五水合硝酸鉍溶解于10mL濃度為4mol/L的硝酸溶液中，標記為溶液A；

S2在攪拌條件下，將0.5mmol偏釩酸銨溶解于8mL濃度為4 mol/L的NaOH溶液中，再加入1.0g乙二胺四乙酸二鈉進行溶解，標記為溶液B；

S3在攪拌條件下，將溶液B逐滴滴加到溶液A中，形成黃色溶液；

S4用濃度為2mol/L的NaOH溶液調節步驟S3中所得到的黃色溶液的pH＝7；