[發明專利]一種釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710741636.5
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107617437B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 王建國;韓冰冰;包志康;周虎;劉天柱
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46;C07C29/19;C07C35/08
• 代理公司: 33213 杭州浙科專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 周紅芳

1.一種釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑，其特征在于以二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子為載體，貴金屬釕負載在該載體上，二氧化鈦外殼具有介孔結構，二氧化鈦外殼和內部二氧化硅納米粒子之間具有空腔結構。

2.一種根據權利要求1所述的釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

1）SiO₂微球的制備：將氨水、去離子水和無水乙醇投放到容器中，攪拌混合均勻得到混合溶液，然后向混合溶液中加入硅酸四乙酯在25-30℃持續攪拌反應1～5小時，反應結束后過濾，濾餅分別用水和乙醇洗滌三次，在40～80℃下干燥6～12小時得到白色物質SiO₂微球；

2）二氧化鈦包覆二氧化硅微球的制備：將步驟1）制得的SiO₂微球超聲分散到無水乙醇溶劑中，得到SiO₂微球的懸浮液，在該懸浮液中加入十六烷基胺和氨水攪拌混合均勻得溶液，再向溶液中加入鈦酸四異丙酯持續攪拌反應2～4小時，反應結束后停止攪拌并陳化6～20小時；過濾，濾餅用去離子水洗滌，之后于40～80℃下干燥6～12小時得固體粉末二氧化鈦包覆二氧化硅微球；

3）二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子的制備：將步驟2）制得的二氧化鈦包覆二氧化硅微球分散到氨水溶液中，攪拌分散均勻后轉移不銹鋼水熱釜中，于120～200℃反應10～24小時，即可將內部硅球部分刻蝕形成空腔結構，將產物用水和乙醇分別洗滌三次以后，40～80℃過夜干燥，最后在空氣中600～900℃焙燒2～6小時得到二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子；

4）釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑的制備

將步驟3）得到的二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子置于圓底燒瓶中，加入水，不斷攪拌下加入三氯化釕，繼續攪拌2～6小時，然后加入濃度為0.1 M的氫氧化鈉溶液，調節溶液pH，繼續攪拌2～4小時后加入濃度為0.01 M的水合肼溶液還原貴金屬釕，繼續攪拌2～4小時后將溶液過濾，并使用水洗滌3～5次，得到固體在40～80℃下干燥6～12小時，得釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑。

3.根據權利要求2所述的釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑的制備方法，其特征在于步驟1）中氨水、去離子水和無水乙醇的投料體積比1：2～5：10～20；硅酸四乙酯和無水乙醇的投料體積比為1：5～15。

4.根據權利要求2所述的釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑的制備方法，其特征在于步驟1）和步驟2）中所用氨水的濃度均為25～28%。

5.根據權利要求2所述的釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑的制備方法，其特征在于步驟2）中SiO₂微球的懸浮液中顆粒質量分數為0.5～3%。

6.根據權利要求2所述的釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑的制備方法，其特征在于步驟2）中十六烷基胺、氨水和SiO₂微球的質量比為0.5～2：1～5：1；鈦酸四異丙酯和SiO₂微球的質量比為1～3：1。

7.根據權利要求2所述的釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑的制備方法，其特征在于步驟3）中的氨水溶液的摩爾濃度為0.1～2.0mol/L。

8.根據權利要求2所述的釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑的制備方法，其特征在于步驟4）中二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子、水、三氯化釕的質量比為1：1-10：0.2-2。

9.一種根據權利要求1所述的釕負載二氧化鈦空心球內嵌二氧化硅納米粒子催化劑在愈創木酚水相加氫中的應用。