[發明專利]一種芳香酸配位鐵鈷固氮催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110418486.0
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN114345413A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 鄭輝;沈圓芳;楊思煒;陳良臣;韓維航
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C01C1/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種芳香酸配位鐵鈷固氮催化劑，其特征在于，包括芳香酸類有機配體和鐵/鈷基復合載體；所述芳香酸類有機配體與鐵/鈷基復合載體之間通過配位鍵結合。

2.如權利要求1所述的固氮催化劑，其特征在于，所述芳香酸類有機配體為2,2'-聯苯二甲酸、2,4,6-三甲基苯甲酸、2,4-二甲氧基苯甲酸、2,5-二吡啶羧酸、2-碘苯甲酸、3-吲哚甲酸、對甲酰苯甲酸、4-溴苯甲酸、4-乙基苯甲酸、對甲氧基苯甲酸、對羥基苯甲酸、間甲基苯甲酸、鄰硝基苯乙酸等中的一種或幾種。

3.如權利要求2所述的固氮催化劑，其特征在于，所述芳香酸類有機配體為2,4,6-三甲基苯甲酸。

4.如權利要求1或2或3所述的固氮催化劑，其特征在于，所述固氮催化劑中，芳香酸類有機配體、鐵元素、鈷元素的摩爾比為0.2-4:1:0.1-10。

5.一種如權利要求1-4之一所述固氮催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將N,N-二甲基甲酰胺和無水乙醇混合后，加入芳香酸類有機配體，溶解后，加入二價鈷鹽，攪拌10-15min，再加入三價鐵鹽，攪拌30-40min，獲得前驅體；

（2）將前驅體進行溶劑熱反應，反應結束后，分離出產物，獲得芳香酸配位鐵鈷固氮催化劑。

6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述芳香酸類有機配體、二價鈷鹽、三價鐵鹽中的鐵離子的摩爾比為0.1-4:1:0.1-10。

7.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述溶劑熱反應的溫度為150-210℃，時間為15-18h。

8.一種運用如權利要求1-4之一所述固氮催化劑的固氮方法，其特征在于，固氮條件為避光或可見光或自然光下。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，包括以下步驟：將所述固氮催化劑加入還原劑溶液中，分散均勻后，在避光或可見光或自然光下進行固氮反應。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述還原劑溶液為0.01-1mol/L的亞硫酸鈉溶液；所述固氮催化劑與還原劑溶液的質量體積比為1mg:0.5-3mL。