[發明專利]一種基于銀簇和Nb/W混金屬多酸光催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210972432.3
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115805088A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 李書軍;李娜;麻娜娜;李鋼;陳學年;夏慶春
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: B01J27/195
• 分類號: B01J27/195;B01J31/18;C01G41/00;C07D213/75
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

本發明公開了一種基于銀簇和Nb/W混金屬多酸光催化劑及其制備方法和應用，其中光催化劑是基于銀簇和Dawson型Nb/W混金屬多酸{P₂W₁₅Nb₃O₆₂}的雜化物，其分子式為Ag₉[P₂W₁₅Nb₃O₆₂]·21H₂O，其中Dawson型Nb/W混金屬多酸{P₂W₁₅Nb₃O₆₂}結構單元通過銀離子進行連接形成三維網狀結構，每個Dawson型Nb/W混金屬多酸{P₂W₁₅Nb₃O₆₂}結構單元都與周圍的九個銀離子配位，銀離子的配位數既有三配位又有四配位。本發明還具體公開了該基于銀簇和Nb/W混金屬多酸光催化劑的制備方法及其在光輔助高區域選擇性同時斷裂化合物的C?C鍵和C?N鍵，完成有機物氧化開環反應中的應用。本發明的多酸催化劑合成過程簡單且成本低廉，能夠在有機反應中實現光輔助高區域選擇性同時斷裂C?C鍵和C?N鍵。

技術領域

本發明屬于多酸光催化劑的制備及其在光輔助催化有機合成中的應用技術領域，具體涉及一種基于銀簇和Nb/W混金屬多酸光催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

過渡金屬修飾的多酸是將多酸與過渡金屬在一定條件下進行自組裝而得到的多酸衍生物。過渡金屬因為存在空的d軌道，很容易與其它化合物形成配合物，空軌道的存在使得金屬離子具有一定的Lewis酸性，所以基于金屬的多酸可以作為催化劑。由于金屬修飾的多酸結構多樣且明確、元素組成和帶隙可調、催化過程中多電子過程可逆、氧化還原條件穩定性高等優點，多酸在光催化領域越來越受到關注，在光催化性能方面的研究也成了近幾年多酸化學中的研究熱點。

前期工作中，我們將Nb引入缺位多酸中，獲得了Nb/W混金屬多酸。這類化合物在可見光區域內表現出良好的光催化活性，但這類混金屬多酸易溶于水，難以回收再利用。因此，將此混金屬多酸用銀離子進行進一步修飾，制備成具有可見光催化活性的難溶光催化劑具有重要意義。

本發明合成一種基于銀簇和Nb/W混金屬多酸光催化劑Ag-Nb/W-POM，用來催化有機反應，基于光輔助實現高區域選擇性同時斷裂C-C鍵和C-N鍵，C-C鍵的斷裂普遍存在于有機物轉化及生物降解，之前C-C鍵和C-N鍵在有機分子中難以切割且反應在高溫條件，需要加入強氧化劑、強堿和其它添加劑，在苛刻的條件下才能進行。很少有報道在常規條件下能夠同時斷裂C-C鍵和C-N鍵，因此合成一種難溶于水且具有光催化活性，能在溫和的條件下進行反應的多酸，在光催化領域的應用具有重要科學意義。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種基于銀簇和Nb/W混金屬多酸光催化劑及其制備方法和應用，該方法在無其它添加劑，使用分子氧作為氧化劑，利用基于銀簇和Nb/W混金屬多酸光催化劑Ag-Nb/W-POM作為光催化劑，光輔助下可在短時間內高區域選擇性地同時斷裂化合物中的C-C鍵和C-N鍵，完成有機物氧化開環反應。