[發(fā)明專(zhuān)利]多孔氧化鋁殼組裝單原子金屬磁性催化劑、制備及用于液相甲醇催化反應(yīng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911150533.7
• 申請(qǐng)日: 2019-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111686756B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季生福;劉建芳;冉真真;穆金城
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/89
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/89;B01J35/08;C07C67/40;C07C69/06
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種多孔氧化鋁殼組裝單原子金屬磁性催化劑的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用于甲醇液相選擇氧化耦合催化縮合、酯化反應(yīng)，由甲醇一步合成甲酸甲酯；催化反應(yīng)在釜式攪拌反應(yīng)器中進(jìn)行，液體甲醇為原料，加入活化的磁性Au→Al₂O₃@Fe₃O₄雙功能催化劑，充入O₂進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)后得到產(chǎn)物甲酸甲酯；

催化劑的制備方法包括以下步驟：在磁性Fe₃O₄核表面合成一層具有懸掛-NH₂的NH₂-MIL-101(Al)殼層，制備出磁性NH₂-MIL-101(Al)@Fe₃O₄納米球；進(jìn)而將Au離子與NH₂-MIL-101(Al)殼層中的懸掛-NH₂絡(luò)合，制備出磁性Au→NH₂-MIL-101(Al)@Fe₃O₄納米球；再經(jīng)過(guò)焙燒，使Au→NH₂-MIL-101(Al)分解為多孔氧化鋁殼層，同時(shí)，絡(luò)合的Au形成單原子被限域在多孔氧化鋁殼層中即得磁性Au→Al₂O₃@Fe₃O₄催化劑，其中Au的質(zhì)量含量為0.21wt%-0.55wt%；具體包括如下步驟：

(1)磁性Fe₃O₄顆粒制備；

(2)磁性NH₂-MIL-101(Al)@Fe₃O₄納米球制備：稱(chēng)取制得的一定量磁性Fe₃O₄顆粒，加入乙醇中，制成Fe₃O₄溶液，記為A液；稱(chēng)取一定量的三氯化鋁溶于二甲基甲酰胺DMF中，制成三氯化鋁溶液記為B液；稱(chēng)取一定量的2-氨基對(duì)苯二甲酸NH₂-H₂BDC溶于DMF中，制成2-氨基對(duì)苯二甲酸溶液，記為C液；在30-60℃攪拌條件下，將B液、C液滴同時(shí)加到A液中，滴加的量為Fe₃O₄：AlCl₃·6H₂O：2-氨基對(duì)苯二甲酸的質(zhì)量比為1：(0.4～0.9)：(0.4～1.0)，充分?jǐn)嚢韬螅?60W～200W超聲功率下，超聲30min～50min，然后將混合液放入高壓釜中，在120℃～150℃下，水熱晶化64～72小時(shí)，自然冷卻，分別用DMF和甲醇洗滌，然后干燥即為制得的磁性NH₂-MIL-101(Al)@Fe₃O₄納米球；

(3)磁性Au→NH₂-MIL-101(Al)@Fe₃O₄納米球制備：稱(chēng)取一定量的磁性NH₂-MIL-101(Al)@Fe₃O₄納米球分散于去離子水中，制成磁性NH₂-MIL-101(Al)@Fe₃O₄納米球分散液；稱(chēng)取一定量的氯金酸HAuCl₄溶于去離子水中，制成氯金酸溶液；攪拌下，將氯金酸溶液滴加到磁性NH₂-MIL-101(Al)@Fe₃O₄納米球分散液中，充分?jǐn)嚢瑁缓笤?0W～100W超聲功率下，超聲30min～50min，完成Au離子與NH₂-MIL-101(Al)殼層中的懸掛-NH₂的配位絡(luò)合，然后分別用去離子水和乙醇洗滌，干燥即為制得的磁性Au→NH₂-MIL-101(Al)@Fe₃O₄納米球；

(4)磁性Au→Al₂O₃@Fe₃O₄催化劑制備：稱(chēng)取一定量的磁性Au→NH₂-MIL-101(Al)@Fe₃O₄納米球，放入管式反應(yīng)器中，在空氣氣氛下，從室溫～400℃進(jìn)行程序升溫焙燒，并且在400℃保持焙燒6～8小時(shí)，即為制得的磁性Au→Al₂O₃@Fe₃O₄催化劑。