[發明專利]銅/介孔三氧化鎢復合催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010210463.6
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111495382B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 胡天軍;岳志珠;賈建峰;王瀛;林星五
• 申請（專利權）人: 山西師范大學
• 主分類號: B01J23/888
• 分類號: B01J23/888;B01J35/10;B01J37/16;B01J37/02;C07C249/02;C07C251/24
• 代理公司: 北京東方靈盾知識產權代理有限公司 11506
• 代理人: 蘇向銀;馬敬

本發明公開了一種銅/介孔三氧化鎢復合催化劑，所述銅/介孔三氧化鎢復合催化劑包括介孔三氧化鎢以及負載于所述介孔三氧化鎢上的銅，所述銅/介孔三氧化鎢復合催化劑中所述銅的重量百分數為0.1wt％～3.0wt％。上述銅/介孔三氧化鎢復合催化劑，具有豐富的介孔，銅均勻分布在三氧化鎢的表面，顆粒粒徑較小，用于催化時催化效果好，特別是在應用于催化芐胺自身偶聯生成亞胺的催化過程中，能夠使反應時間短、反應條件溫和，且具有優良的轉化率、選擇性以及穩定性。

技術領域

本發明屬于光催化技術領域，具體涉及一種銅/介孔三氧化鎢復合催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

銅/介孔三氧化鎢復合催化劑是繼二氧化鈦之后最有潛力的候選半導體材料。三氧化鎢是具有較小帶隙值(2.4～2.8eV)的n型半導體，具有穩定、無毒、抗光腐蝕、價帶空穴氧化率高及響應可見光的特點，是一種非常適用于做光催化劑的半導體材料，可廣泛應用于光催化降解染料、光催化有機合成、光催化分解水產氫等產品或研究中。但是，WO₃也受到光激發的電子-空穴對的快速復合而導致的光催化活性抑制的影響，因此對WO₃改性(包括形貌改變以擴大比表面積或制造氧空位等)、與其他貴金屬(Au、Ag、Pd等)復合或與其他半導體材料復合制造異質結光催化劑是促進電荷分離和增加光吸收范圍從而提高光催化效率的有效策略。

用芐胺氧化生成亞胺是一種探針反應，其反應產物亞胺是一種有價值的中間體，廣泛用于醫藥，精細化工和有機轉化中。然而，傳統的催化芐胺自身偶聯的光催化劑存在反應時間長的問題，如何使用廉價綠色的光催化劑實現高效地將芐胺選擇性氧化為亞胺對本領域來說仍然是一個挑戰。

發明內容

本發明針對傳統的催化芐胺自身偶聯的光催化劑存在反應時間長的問題，提供一種銅/介孔三氧化鎢復合催化劑及其制備方法和應用。

本發明提供的一種銅/介孔三氧化鎢復合催化劑，所述銅/介孔三氧化鎢復合催化劑包括介孔三氧化鎢以及負載于所述介孔三氧化鎢上的銅，所述銅/介孔三氧化鎢復合催化劑中所述銅的重量百分數為0.1wt％～3.0wt％。

在其中一個實施例中，所述銅/介孔三氧化鎢復合催化劑中所述銅的重量百分數為0.2wt％～2.0wt％。

在其中一個實施例中，所述銅/介孔三氧化鎢復合催化劑中所述銅的重量百分數為0.5wt％～1.5wt％。

本發明還提供了一種上述銅/介孔三氧化鎢復合催化劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

提供介孔三氧化鎢；

提供銅鹽，將所述銅鹽負載在所述介孔三氧化鎢上，制得銅鹽/介孔三氧化鎢復合物；

提供還原劑，將所述銅鹽/介孔三氧化鎢復合物中的銅鹽還原為銅，制得所述銅/介孔三氧化鎢復合催化劑。

在其中一個實施例中，所述介孔三氧化鎢的制備方法包括：

將硅源前驅體、鎢源前驅體按配比混合反應后煅燒，制得二氧化硅/三氧化鎢復合物；

使用氫氟酸刻蝕所述二氧化硅/三氧化鎢復合物，制得所述介孔三氧化鎢。

在其中一個實施例中，所述將硅源前驅體、鎢源前驅體按配比混合反應后煅燒，制得二氧化硅/三氧化鎢復合物步驟包括：

將硅源前驅體、鎢源前驅體按摩爾比1.0：(0.8～1.2)與包括聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯、1,3,5-三甲基苯、無機酸以及水組成的混合液混合，于35℃～45℃條件下攪拌3.0h～8.0h，轉移至高壓反應裝置中于170℃～190℃條件下反應8.0h～12.0h，轉移至煅燒裝置中于450℃～550℃條件下煅燒1.0h～3.0h，制得二氧化硅/三氧化鎢復合物。