[發明專利]一種CO2

有效

• 申請號: 202010107154.6
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111185239B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 肖國民;吳元鋒;陳媛;張宗琦;袁慧;范敬登;高李璟;魏瑞平;張進
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J31/34;C07D317/36
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種CO₂環氧化固定催化劑的制備方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟：

步驟1：合成鎢酸鋅ZnWO₄

把鎢酸鈉NaWO₄按照0.01~10mmol/L的固液比加入到溶有表面活性劑0.01~10g/L去離子水溶液中，在20~70℃溫度下攪拌1~12小時，然后加入與NaWO₄等摩爾量的鋅鹽，繼續在20~70℃溫度下攪拌1~12小時，再轉入水熱反應釜，120~180℃靜態反應12~48h，之后冷卻到室溫，把獲得的沉淀物過濾、洗滌3次，在80 ℃干燥24h，500~900℃下煅燒3~10h，得到ZnWO₄；

步驟2：原位生長法引入層狀金屬有機結構

將步驟1制備的ZnWO₄投入到水熱反應釜，再向水熱反應釜中加入固液比為0.01~10mmol/L的有機溶劑，在20~60℃溫度下攪拌0.1~2小時；

a) 向所述水熱反應釜中加入與ZnWO₄等摩爾量的2-甲基咪唑，在20~60℃溫度下攪拌1~6小時，密封后，在120~180℃靜態反應12~48h，冷卻到室溫，把水熱釜中的沉淀物過濾、洗滌3次，再溶于有機溶劑中；

b) 再向所述水熱反應釜中加入與2-甲基咪唑等摩爾量鋅鹽，在20~60℃溫度下攪拌0.1~2小時，密封后，在120~180℃靜態反應12~48h，冷卻到室溫，把水熱釜中的沉淀物過濾、洗滌3次；

通過調控工序a）、b）的重復次數，控制層的數量，合成ZnWO₄為內核，2-甲基咪唑與鋅離子交替出現的層狀結構CO₂環氧化固定催化劑。

2.按照權利要求1所述的CO₂環氧化固定催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1所述的表面活性劑為十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化胺、六亞甲基四胺、四乙基溴化銨、四丙基溴化銨或四丁基溴化銨中的一種或幾種。

3.按照權利要求1所述的CO₂環氧化固定催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1中所述的鋅鹽為硝酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅、高氯酸鋅、溴化鋅或硫酸鋅中的一種或幾種。

4.按照權利要求1所述的CO₂環氧化固定催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1中所述的洗滌用的溶劑為去離子水、甲醇、乙醇或氮氮二甲基甲酰胺中的一種或幾種。

5.按照權利要求1所述的CO₂環氧化固定催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1中所述的煅燒過程為在空氣氛圍下采用程序升溫速率5°C/min到目標溫度。

6.按照權利要求1所述的CO₂環氧化固定催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2中所述的有機溶劑為甲醇、乙醇、氮氮二甲基甲酰胺、氮氮二乙基甲酰胺或四氫呋喃中的一種或幾種。

7.按照權利要求1所述的CO₂環氧化固定催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2 a）中洗滌溶液為甲醇、乙醇、氮氮二甲基甲酰胺、氮氮二乙基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷或四氫呋喃中的一種或幾種；b）中洗滌采用的洗滌溶液為去離子水、甲醇、乙醇、氮氮二甲基甲酰胺中的一種或幾種。

8.按照權利要求1所述的CO₂環氧化固定催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2中所述的鋅鹽為硝酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅、高氯酸鋅、溴化鋅或硫酸鋅中的一種或幾種。

9.按照權利要求1所述的CO₂環氧化固定催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2中一次a）、b）循環后，在ZnWO₄表面形成一層金屬有機結構，其層厚度等于兩個鋅離子與2甲基咪唑中不同氮原子形成穩定結構的距離。

10.一種如權利要求1所述方法制備的CO₂環氧化固定催化劑的應用，其特征在于，所述催化劑能夠促進CO₂與環氧化合物反應，所述的環氧化合物為環氧丙烷、環氧氯丙烷、環氧丁烷、氧化苯乙烯、環氧環己烷、烯丙基縮水甘油醚中的一種或多種。