发明名称 一种负载型磁性催化剂
摘要 本发明公开了一种负载型磁性催化剂,由如下方法制备得到,先制备具有孔道垂直微球表面、开口向外的磁性介孔微球作为金属酞菁的负载剂,然后采用共混法将金属酞菁高密度组装到磁性介孔微球的孔道表面,最终制备出该负载型磁性催化剂。本发明负载型磁性催化剂对催化底物选择性高、催化速度快、反应条件温和。
申请公布号 CN103769217B 申请公布日期 2015.07.22
申请号 CN201410053217.9 申请日期 2014.02.17
申请人 四川理工学院 发明人 李明田;杨瑞嵩;附青山;王莹;王红
分类号 B01J31/28(2006.01)I;B01J35/10(2006.01)I 主分类号 B01J31/28(2006.01)I
代理机构 重庆博凯知识产权代理有限公司 50212 代理人 李海华
主权项 一种负载型磁性催化剂,其特征在于,由如下方法制备得到,先制备具有孔道垂直微球表面、开口向外的磁性介孔微球作为金属酞菁的负载剂,然后采用共混法将金属酞菁高密度组装到磁性介孔微球的孔道表面,最终制备出该负载型磁性催化剂;具体步骤为:1) 磁性介孔硅微球的制备;1.1)以FeCl<sub>2</sub>·4H<sub>2</sub>O和FeCl<sub>3</sub>·6H<sub>2</sub>O为原料采用化学沉淀法合成Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>纳米粒子,再将Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>纳米粒子转移到氨水溶液中,制备出1 mg/ml的磁流体待用;1.2)取一定量正硅酸酯的乙醇溶液,在搅拌条件下逐次加入磁流体、表面活性剂、乳化剂和浓氨水,超声分散,将分散后胶状液在60℃常压蒸发成固体,再经高温煅烧得到磁性介孔硅微球;磁流体、正硅酸酯、浓氨水、乳化剂和表面活性剂的质量比为1 : 5 : 3~5 : 5~10 : 6~15;2) 磁性介孔硅微球负载金属酞菁;室温下,将Tween‑80和正丁醇混合均匀,在搅拌条件下加入金属酞菁的N,N‑二甲基甲酰胺溶液,继续搅拌1小时,然后加入磁性介孔硅微球的甲苯溶液,回流反应12小时,回流温度为112~115℃,过滤,滤饼依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤,真空干燥即得到最终产物负载型磁性催化剂;其中Tween‑80、正丁醇、金属酞菁和磁性介孔硅微球的质量比为1 : 1 : 50 : 300~500;其中金属酞菁按如下方法制备,a)邻苯二甲酰亚胺的制备:将邻苯二甲酸酐和尿素混合均匀,尿素和邻苯二甲酸酐质量比为1:1~3;加热至155~165℃使其熔融并放出气泡,在该温度下保温l0~15分钟,反应完毕,迅速加入蒸馏水,析出白色针状晶体,过滤,水洗,干燥得白色微晶邻苯二甲酰亚胺;b)硝基邻苯二甲酰亚胺的制备:在反应容器中加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸,浓硫酸和浓硝酸的体积比为1:0.3~0.5,冰水浴冷却至8~12℃,在搅拌条件下缓慢加入邻苯二甲酰亚胺,邻苯二甲酰亚胺质量为混合酸质量的9~15%,滴加过程中温度控制在8~12℃,滴加完成撤去冰水浴,继续在室温反应3小时,反应体系清澈后升温至55℃继续反应1小时,变成黄色清澈液体,降温至40℃,在搅拌条件下将黄色液体倒入碎冰中,得到乳黄色的悬浊液,过滤得粗产品,用无水乙醇重结晶,得硝基邻苯二甲酰亚胺;c)四硝基金属酞菁的合成:将硝基邻苯二甲酰亚胺、尿素和钼酸铵加入到反应容器中,加热熔融,然后在搅拌条件下加入粉末状CuCl<sub>2</sub>·2H<sub>2</sub>O或MnCl<sub>2</sub>·4H<sub>2</sub>O,有蓝紫色固体出现;提取出固体后分别用盐酸和NaOH溶液煮沸l小时后过滤,滤饼在空气中干燥,得蓝紫色固体,即为四硝基金属酞菁;步骤c)中所述的硝基邻苯二甲酰亚胺、尿素、盐酸盐的摩尔比为4 : 8 : 1,盐酸盐即CuCl<sub>2</sub>·2H<sub>2</sub>O或MnCl<sub>2</sub>·4H<sub>2</sub>O,钼酸铵为硝基邻苯二甲酰亚胺、尿素、盐酸盐三种固体总质量的2~10 ‰,熔融和反应温度为185~190℃,盐酸和NaOH溶液的浓度均为1mol/l;d)四氨基金属酞菁的合成:将含有四硝基金属酞菁和Na<sub>2</sub>S的有机溶剂加入到反应容器中,搅拌加热至55~60℃,恒温1小时后,将反应物倾入蒸馏水中,抽滤,滤饼空气干燥,得墨绿色固体四氨基金属酞菁,即为最终的金属酞菁;其中有机溶剂为DMF,四硝基金属酞菁与Na<sub>2</sub>S的质量比为1:3~5。
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