[發明專利]聚苯胺負載銅鐵催化劑材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010631332.5
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111790441B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 王杰;俞磊;尹蘇娜
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C07D329/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發明涉及一種聚苯胺負載銅鐵催化劑材料及其制備方法和應用，該方法以含有氯化銅、氯化鐵以及鹽酸的苯胺水溶液作為反應液，以硒摻雜聚合物氮化碳為催化劑，攪拌條件下，在白光照射作用下，得到聚苯胺負載銅鐵催化劑材料。該材料可催化鄰甲基二苯基二硒醚被空氣氧化，合成有用的硒?氧雜環化合物。

技術領域

本發明涉及一種聚苯胺負載銅鐵催化劑材料及其制備方法和應用，屬于催化材料技術領域。

背景技術

聚苯胺是一種重要的導電高聚物材料。近年來，其引用范圍被拓展到催化劑制備領域。利用聚苯胺分子上的含氮官能團與金屬的配位作用，這類材料可以較牢固地錨定各種金屬，是良好的納米金屬催化劑載體。聚苯胺通常通過苯胺聚合來制備，傳統方法使用化學氧化劑(如過硫酸鉀)，容易導致固廢產生。最近，我們課題組開發了一系列利用過渡金屬催化過氧化氫氧化苯胺聚合的反應，從而可以直接制備聚苯胺負載納米金屬催化劑。比如聚苯胺負載銅，即通過將苯胺、銅鹽的溶液與過氧化氫混合制得(Materials Letters2019,242,170-173)。然而，過氧化氫是爆炸性物質，大量使用時有一定的危險性。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚苯胺負載銅鐵催化劑材料及其制備方法。本發明以廉價易得的苯胺、氯化銅、氯化鐵等原料，通過簡單的硒摻雜聚合物氮化碳催化，在光照條件下，生成聚苯胺負載銅鐵材料。該材料可催化鄰甲基二苯基二硒醚被空氣氧化，合成有用的硒-氧雜環化合物。

為解決上述技術問題,本發明提供的技術方案是：一種硒摻雜聚合物氮化碳催化苯胺聚合負載銅鐵的方法，在含有氯化銅(0.0001～0.001mol/L)、氯化鐵(0.0001～0.001mol/L)以及鹽酸(1mol/L)的苯胺水溶液(ANI,0.2mol/L)中，加入硒摻雜聚合物氮化碳(PCN-Se,按照每1mmol苯胺添加0.5～2mg硒摻雜聚合物氮化碳的比例，即0.5～2mgPCN-Se/mmolANI)，攪拌下用10WLEDs白光照射24小時后，用1mol/L氫氧化鈉水溶液中和，即獲得深色沉淀。過濾后將沉淀用去離子水洗滌并烘干，即得到聚苯胺負載銅鐵催化劑材料(CuFe@PANI)。該材料可催化鄰甲基二苯基二硒醚被空氣氧化，合成有用的硒-氧雜環化合物。

本發明中，利用硒摻雜聚合物氮化碳為催化苯胺在可見光照射條件下氧化聚合的催化劑。

本發明中，加入硒摻雜聚合物氮化碳與苯胺的比例為0.5～2mgPCN-Se/mmolANI，其中最優比例為1.25mgPCN-Se/mmolANI。

本發明中，反應液中氯化銅濃度為0.0001～0.001mol/L，其中優選0.0005mol/L，在此條件下，金屬可催化加速苯胺聚合，但避免因為聚合速度過快而破壞催化劑規整形貌，導致催化劑活性下降。

本發明中，反應液中氯化鐵濃度為0.0001～0.001mol/L，其中優選0.0005mol/L，在此條件下，金屬可催化加速苯胺聚合，但避免因為聚合速度過快而破壞催化劑規整形貌，導致催化劑活性下降。

本發明中，反應液中鹽酸濃度為1mol/L，鹽酸的作用是與苯胺形成鹽，增加苯胺在水中溶解度。

上述方法制備的聚苯胺負載銅鐵催化劑材料在合成硒-氧雜環化合物中的應用。

具體的，該聚苯胺負載銅鐵催化劑材料在催化氧化鄰甲基二苯基二硒醚合成硒-氧雜環化合物中的應用。

與現有技術相比，本發明提供了一種硒摻雜聚合物氮化碳催化苯胺聚合負載銅鐵的方法。該方法簡單，可利用易得材料制備聚苯胺負載銅鐵催化劑，應用于有用的含硒雜環合成中。

附圖說明

圖1為實施例1制備的聚苯胺負載銅鐵材料透射電鏡圖。

圖2為表2的編號10中使用0.001mol/L氯化銅與0.001mol/L氯化鐵時制備材料的透射電鏡圖。

具體實施方式