[發明專利]磁性核殼導電聚合物負載納米金催化劑的制備及其在對硝基苯酚加氫中的應用

有效

• 申請號: 202010176271.8
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111215152B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 祁彩霞;孫立波;蔣麟;張杰;鄭玉華;張淼;孫遜;蘇慧娟
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: B01J31/28
• 分類號: B01J31/28;B01J31/06;B01J35/00;B01J35/02;C07C213/02;C07C215/76
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 姜宏藝

1.磁性核殼導電聚合物負載納米金催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）、制備磁性核殼載體：取一定量的導電聚合物單體、鹽酸和磁性Fe₃O₄粒子于容器中，冰水浴機械攪拌條件下加入過硫酸銨溶液，反應結束后所得產物經磁分離、洗滌干燥至恒重，得磁性核殼載體；

（2）、磁性核殼載體的預處理：首先對磁性核殼載體進行脫摻雜處理，然后選擇合適的處理溶劑對載體進行處理，最后洗滌干燥備用；所述的處理溶劑包括氧化劑、還原劑和摻雜劑；

（3）、Au@Fe₃O₄/導電聚合物核殼催化劑的制備：利用導電聚合物與氯金酸前驅體的氧化還原作用原位制備Au@Fe₃O₄/導電聚合物核殼催化劑，或者采用金膠吸附法在導電聚合物殼層負載納米金顆粒。

2.根據權利要求1所述的催化劑的制備方法，其特征在于：所述導電聚合物單體為吡咯單體、苯胺單體或者兩者的共混單體；當為兩者的共混單體時，吡咯與苯胺的體積比為0.1~10。

3.根據權利要求1所述的催化劑的制備方法，其特征在于：所述磁性Fe₃O₄粒子與導電聚合物單體的質量比為0.25~0.35，所述鹽酸與導電聚合物單體的體積比為150~300，所述鹽酸的摩爾濃度為15~25 mmol/L，所述過硫酸銨的摩爾濃度為0.4~0.6 mol/L，所述過硫酸銨溶液與導電聚合物單體的體積比為15~25。

4.根據權利要求1所述的催化劑的制備方法，其特征在于：脫摻雜處理所用的脫摻雜劑為氫氧化鈉溶液或者氨水；步驟（2）所述的氧化劑包括過硫酸銨、雙氧水、高錳酸鉀和氯化鐵；步驟（2）所述還原劑包括硼氫化鈉和水合肼；步驟（2）所述摻雜劑包括鹽酸、硝酸、檸檬酸、巰基乙酸、樟腦磺酸和氫氟酸。

5.根據權利要求1所述的催化劑的制備方法，其特征在于步驟（2）的預處理步驟為：先將0.1g核殼磁性載體置于20ml 0.1mol/L的脫摻雜劑溶液中浸泡6h，使載體處于本征態，然后將本征態的核殼磁性載體置于20ml 0.1mol/L的處理溶劑中浸泡6h。

6.根據權利要求1所述催化劑的制備方法，其特征在于：核殼載金催化劑的理論載金量為0.5%。

7.根據權利要求1或2或3或4或5或6所述的催化劑的制備方法，其特征在于磁性Fe₃O₄粒子的制備方法是：將FeCl₃·6H₂O溶于乙二醇中，并在磁力攪拌下形成均一溶液；稱取一定量乙酸鈉溶于上述體系中，攪拌分散后，采用溶劑熱法制備磁性Fe₃O₄粒子；所得產物經磁分離、洗滌、干燥至恒重。

8.根據權利要求7所述的催化劑的制備方法，其特征在于：FeCl₃·6H₂O與乙二醇的質量比為0.01~0.03；乙酸鈉與FeCl₃·6H₂O的質量比為1~3，攪拌分散后，采用溶劑熱法，反應溫度為100~300℃，反應時間為7~10h，制備磁性Fe₃O₄粒子。

9.Au@Fe₃O₄/導電聚合物核殼催化劑在對硝基苯酚加氫反應中的應用，其評價條件為：向圓底燒瓶中依次加入5.5ml 對硝基苯酚溶液 (濃度為5.43×10^-3mol/L) 、0.17g NaBH₄、15ml H₂O攪拌至混合均勻，向上述反應體系中加入0.0315g Au@Fe₃O₄/導電聚合物核殼催化劑；在機械攪拌條件下，每隔一定時間取混合液，經離心分離后使用紫外可見分光光度計進行測量，直至顏色由黃色變為無色；反應結束后經磁分離進行循環反應評價。