[發明專利]一種可見光催化劑及其催化轉化CO2

有效

• 申請號: 201910361873.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN111841638B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 鄭輝;楊思煒
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C07D235/26;C07D235/08
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種可見光催化劑，其特征在于，所述可見光催化劑由有機配體和金屬氧化物配合而成，所述有機配體為3-(N,N-二甲基烷基銨)丙烷磺酸鹽或3-(N,N-二甲基烷基銨)丙烷碳酸鹽，所述烷基為碳原子數為1~12的烷基，所述金屬氧化物為Fe₃O₄納米顆粒；所述Fe₃O₄納米顆粒和有機配體的摩爾比為1:0.5~2；

所述可見光催化劑的制備方法為：

（1）將鐵鹽溶液和十二烷基硫酸鈉加入甲苯中，在氮氣保護下加熱攪拌，得鐵鹽乳化液；

（2）向鐵鹽乳化液中滴加0.30~0.40g/mL的NaOH溶液，攪拌反應40~80min后，滴加無水乙醇，繼續攪拌5~10min，得到Fe₃O₄納米顆粒的懸浮液，加入有機配體，反應0.5~1.5h，冷卻過濾、洗滌、干燥后得到可見光催化劑。

2.如權利要求1所述的一種可見光催化劑，其特征在于：步驟（1）中，所述十二烷基硫酸鈉、鐵鹽溶液和甲苯的質量體積比為0.3~1.2g:10mL:90~150mL。

3.如權利要求2所述的一種可見光催化劑，其特征在于：所述鐵鹽溶液為FeSO₄?7H₂O和FeCl₃?6H₂O的混合水溶液，混合水溶液中FeSO₄的濃度為0.01~0.0500mol/L，FeCl₃的濃度為0.02~0.1mol/L。

4.如權利要求1所述的一種可見光催化劑，其特征在于：步驟（2）中，所述鐵鹽溶液、NaOH溶液和無水乙醇的體積比為1:0.5~1.5:0.5~1.5。

5.如權利要求1所述的一種可見光催化劑，其特征在于：步驟（1）中，所述加熱攪拌為在75~85℃攪拌10~30min；步驟（2）中，所述反應溫度為75~85℃。

6.一種如權利要求1~5任一所述的可見光催化劑催化轉化CO₂合成苯并氮雜環的應用，其特征在于：所述可見光催化劑能夠在可見光照下將CO₂轉化到苯并含氮雜環中間體上，其轉化的方法為：將原料溶于THF和DMF的混合液中，加入可見光催化劑，通入CO₂，在太陽光照射下進行反應，分離后得到苯并含氮雜環中間體。

7.如權利要求6所述的一種可見光催化劑催化轉化CO₂合成苯并氮雜環的應用，其特征在于：所述可見光催化劑與原料的質量摩爾比為0.1~1g/mol；所述原料在混合液中的濃度為0.01~0.3mol/L；所述THF和DMF的體積比為1:0.5~1.5。

8.如權利要求6或7所述的一種可見光催化劑催化轉化CO₂合成苯并氮雜環的應用，其特征在于：所述反應為在30~80℃反應3~5h。