[發明專利]一種銳鈦礦-金紅石混合相TiO2

在審

• 申請號: 202011123824.X
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112263999A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 雷俊禧;蔡珠華;王志成;李翔;李凱欣
• 申請（專利權）人: 廣州維港環保科技有限公司;廣東工業大學
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;C07H1/00;C07H3/02
• 代理公司: 廣州哲力智享知識產權代理有限公司 44494
• 代理人: 賀紅星

本發明公開了一種銳鈦礦?金紅石混合相TiO₂催化劑及其制備方法和應用，該催化劑在葡萄糖溶液中合成，在葡萄糖溶液中添加鈦前驅體溶液，鈦前驅體包括TiOSO₄、Ti[OCH(CH₃)₂]₄和TiBr₄中的一種或幾種，然后進行加熱、過濾、干燥和煅燒后，研磨得到銳鈦礦?金紅石混合相TiO₂催化劑。銳鈦礦?金紅石混合相TiO₂催化劑用于使多糖催化水解得到果糖。利用本發明的制備方法所制備的鈦礦?金紅石混合相TiO₂催化劑為多相路易斯催化劑，存在大量的TiO₆八面體和TiO₄四面體位點，還存在銳鈦型TiO₂到金紅石TiO₂的界面電子轉移，比傳統單相TiO₂能展現更強的路易斯酸性和催化活性。

技術領域

本發明涉及多糖催化劑技術領域，具體涉及一種銳鈦礦-金紅石混合相TiO₂催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

1923年，美國化學家路易斯(G.N.Lewis)用共價鍵理論解釋酸堿中和反應時發現：酸堿中和過程本質上是酸H⁺和堿OH^-之間形成新的共價鍵的過程，結合酸堿的電子結構，從電子對的配給和接受出發，提出酸堿電子理論，又稱為路易斯酸堿理論。路易斯認為：酸是價層軌道上缺電子對因而能接受電子對的物質；堿是具有孤電子對因而能授予電子對的物質。因此路易斯酸又稱為電子對接受體(Acceptor)路易斯堿也叫電子對給予體(Donor)。常見的路易斯酸催化劑有AlCl₃、BF₃、SbCl₅、FeBr₃、FeCl₃、SnCl₄、TiCl₄、ZnCl₂等。路易斯酸能催化不同的藥物合成反應，并有很好的收率和選擇性

近年來路易斯酸作為高效催化劑，也被應用于葡萄糖異構化轉化過程中，但均相路易斯催化劑(如AlCl₃,BF₃和過渡金屬鹵化物)在水相中不穩定。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種銳鈦礦-金紅石混合相TiO₂催化劑的制備方法，以該方法制成的催化劑能在水相中穩定存在，而且能提供大量的TiO₆八面體和TiO₄四面體路易斯酸，并且界面電子從銳鈦型TiO₂轉移到金紅石TiO₂上，從而提高了催化活性；本發明的目的之二在于提供銳鈦礦-金紅石混合相TiO₂催化劑的應用，該催化劑能使阿洛糖、阿卓糖、古羅糖、艾杜糖、半乳糖、阿洛酮糖、山梨糖和葡萄糖等糖類催化水解得到果糖。

本發明的目的之一采用如下技術方案實現：

一種銳鈦礦-金紅石混合相TiO₂催化劑的制備方法，包括以下步驟：

1)在葡萄糖溶液中添加鈦前驅體溶液，得到混合溶液；其中，鈦前驅體包括TiOSO₄、Ti[OCH(CH₃)₂]₄和TiBr₄中的一種或幾種；

2)將步驟1)所得溶液在120～150℃下攪拌加熱，冷卻后進行過濾得到固態產物，固態產物經過清洗后進行真空干燥；

3)真空干燥后的固態產物在400～500℃下煅燒，然后對煅燒后的固體進行研磨，得到銳鈦礦-金紅石混合相TiO2催化劑。

進一步，步驟1)中，所述葡萄糖溶液中葡萄糖的濃度為3～8％。