[發(fā)明專利]一種無溶劑苯甲醇氧化制備苯甲醛的催化劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210010900.9
• 申請日: 2022-01-05
• 公開（公告）號: CN114272947B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉濤;姜旭祿;張存社;馬養(yǎng)民;王若昕;王歡;曹曉梅
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J23/06;C07C45/38;C07C47/54
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發(fā)明公開了一種無溶劑苯甲醇氧化制備苯甲醛的催化劑及其制備方法與應(yīng)用，通過調(diào)節(jié)煅燒溫度和模板劑來調(diào)控催化性能。制備方法簡單，原料廉價(jià)，不需要復(fù)雜設(shè)備，過程無污染，適合工業(yè)化批量生產(chǎn)。該ZnO/g?C₃N₄催化劑可以在無溶劑條件下，光催化氧氣氧化苯甲醇制備苯甲醛，高的苯甲醛產(chǎn)率和選擇性使其具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于苯甲醛制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無溶劑苯甲醇氧化制備苯甲醛的催化劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

苯甲醛作為一種在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的芳香醛，在農(nóng)業(yè)、制藥、香料和染料等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價(jià)值。許多催化苯甲醇氧化制備苯甲醛的體系需要乙腈、三氟甲苯、甲苯、六氟異丙醇、1，4-二氧六環(huán)等有機(jī)溶劑，使得工業(yè)分離產(chǎn)物比較困難，增加了反應(yīng)成本。因此探索一種高效、環(huán)保和低成本的無溶劑的光催化氧化苯甲醇制備苯甲醛的途徑是具有非常重要的理論和實(shí)際意義的。

孫宏枚等發(fā)明了以水為溶劑，以水合硝酸鐵(Fe(NO₃)₃·9H₂O)、4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(4-OH-TEMPO)和羧酸為催化劑，以氧氣或空氣作為氧化劑，將醇氧化為醛或酮提供一種通過醇氧化制備醛或酮的方法(202110596027.1)。白林鷺等發(fā)明了一種特定結(jié)構(gòu)的季銨鹽表面活性劑為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，通過低溫水熱法成功制備了TS-1分子篩納米片。通過離子交換法于TS-1分子篩納米片的離子交換位引入Ni²⁺光催化醇氧化(202010983247.5)。以上現(xiàn)有技術(shù)主要存在催化劑價(jià)格昂貴、無法回收、制備方法復(fù)雜、環(huán)境污染嚴(yán)重與底物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性低下等問題，不利于工業(yè)實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決目前技術(shù)中存在的問題，提供一種催化活性十分優(yōu)異的光催化劑ZnO/g-C₃N₄。本發(fā)明中催化劑的制備方法簡單，原料廉價(jià)，不需要復(fù)雜設(shè)備且整個制備過程無污染。本發(fā)明利用該方法成功合成出了ZnO/g-C₃N₄催化劑，以無溶劑苯甲醇氧化制備苯甲醛考察了其光催化氧化活性。通過調(diào)控前驅(qū)體和煅燒溫度，合成出效果最佳的光催化劑。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種無溶劑苯甲醇氧化制備苯甲醛的催化劑的制備方法，包括以下步驟：

a：將鋅源、前驅(qū)體和模板劑溶解在溶劑中，得到混合溶液；

b：將混合溶液在室溫下攪拌均勻；

c：將步驟b所得溶液加熱并攪拌，將溶劑完全揮發(fā)；

d：將步驟c所得混合物研磨，得到均勻固體粉末；

e：將步驟d所得固體粉末在空氣中煅燒并研磨，得到ZnO/g-C₃N₄催化劑。

進(jìn)一步地，所述的鋅源為無水醋酸鋅，所述前驅(qū)體為三聚氰胺，所述模板劑為氯化銨，所述溶劑為無水乙醇。

進(jìn)一步地，所述無水醋酸鋅、三聚氰胺、氯化銨和無水乙醇之間摩爾比為1:20:40:100，所述步驟b中室溫?cái)嚢钑r間為12h，所述步驟c中在90℃下攪拌12h將溶劑完全揮發(fā)。

進(jìn)一步地，所述步驟e具體為：將步驟d所得固體粉末置于坩堝中，加蓋，在空氣氛圍下以2.5℃/min的升溫速率升溫至500～800℃，恒溫煅燒5h，然后自然冷卻至室溫，制得黃色ZnO/g-C₃N₄，研磨后備用。

一種無溶劑苯甲醇氧化制備苯甲醛的催化劑，采用上述的制備方法制得。