[發明專利]一種負載型等離激元納米合金光催化劑

在審

• 申請號: 202011421002.X
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112439426A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 韓鵬飛;李昆
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/50;B01J29/46;B01J37/34;B01J37/03;B01J37/16;C07C67/40;C07C69/24;C07C69/78;C07C69/614
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1.一種負載型等離激元納米合金光催化劑，包含二元納米合金和金屬氧化物載體，所述二元納米合金占金屬氧化物載體質量百分比為0.5％～20％；所述的二元納米合金由一種等離激元金屬A和另一種非等離激元金屬B組成，其中金屬A選自銀(Ag)、銅(Cu)中的一種，金屬B選自鈀(Pd)、鉑(Pt)、釕(Ru)、銠(Rh)、銥(Ir)、鎳(Ni)、鈷(Co)中的一種，其特征在于，A占合金中總的原子數50％-66％。

2.根據權利要求1或2所述的負載型等離激元納米合金光催化劑，其特征在于，所述金屬氧化物禁帶寬度大于4.0eV，選自氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鋯(ZrO₂)、氧化硅(SiO₂)、沸石類材料(zeolites)中的一種或多種。

3.根據權利要求1或2所述的負載型等離激元納米合金光催化劑在一級醇直接氧化為酯類產物反應中的應用。

4.根據權利要求1或2所述的負載型等離激元納米合金光催化劑，其特征在于，制備方法包括以下步驟：

1)將金屬氧化物載體通過攪拌或超生的方法預分散在水或乙二醇溶液中，按特定比例加入A和B金屬前驅體的水或乙二醇溶液(10mM)進行共混，共混時間為10min-2h。

2)將上述共混溶液控制到指定溫度(0-150℃)，在攪拌條件下以0.1mL-10mL/min速度和水合肼、甲酸銨、硼氫化鈉、硼氫化鉀、甲醛水溶液(0.01M-10M)中的一種進行共混，或不加額外還原劑(當還原劑為乙二醇時)，對混合液中金屬離子進行共還原，得到負載型合金催化劑懸濁液。

3)對上懸濁液進行過濾，對所得固型物用去離子水洗兩遍、乙醇洗一遍，在60℃真空條件下干燥24h，得到所需催化劑。

5.一種光催化驅動一級醇選擇性酯化的方法，其特征在于：所述方法針對的目標反應為一種一級醇(R₁CHOH)的自縮合反應或一種一級醇(R₁CHOH)同另一種一元醇(R₂CHOHR₃)的交叉縮合反應，其中R₁基團選自芳基、芳烷基、烷基中的一種或其衍生物，R₂、R₃選自芳基、芳烷基、烷基、氫中的一種，選擇性氧化產物為酯(R₁CHOOCHR₁或R₁CHOOCHR₂R₃)；所述方法包括根據要求1或2所述的負載型等離激元納米合金光催化劑，每毫升反應液對應催化劑量為2.5-50mg；所述方法中反應在甲苯類有機溶劑或一元醇中進行，反應需要加入堿性添加劑，反應氣氛為空氣氣氛，使用光源的發射波長大于400nm，光強度范圍為0.1-1.5W·cm^-2的光源，反應溫度為15-100℃，反應時間為10min-20h。

6.根據權利要求5所述的一種光催化驅動一級醇選擇性酯化的方法，其特征在于，所述甲苯類有機溶劑為三氟甲苯或甲苯。

7.根據權利要求5所述的一種光催化驅動一級醇選擇性酯化的方法，其特征在于，所述堿性添加劑為碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸銫、碳酸鋰、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、磷酸鉀中的一種。