一种磺酸功能化介孔二氧化硅微球负载金属氧化物催化剂及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种磺酸功能化介孔二氧化硅微球负载金属氧化物催化剂及其制备方法和应用，本发明采用磺酸基接枝法制备磺酸基介孔二氧化硅纳米微球，然后以孔道均一、比表面积大、热稳定性好的磺酸功能化介孔二氧化硅微球为载体，通过共价键作用将过渡金属离子连接在孔道的功能性基团上，并在水热-焙烧的条件下，将吸附在孔道内的过渡金属离子原位生长为纳米金属氧化物。本发明制备方法简便实用，制备的催化剂在催化活化双氧水氧化反应中显示了良好的催化活性，不仅催化剂用量少，反应条件温和，而且可以多次循环使用，具有很好的工业应用潜力。

主权项

一种磺酸功能化介孔二氧化硅微球负载金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：(1)将正硅酸乙酯和共结构导向剂加入到溶有阴离子表面活性剂的盐酸溶液中，加热50～120℃反应10～36h，反应完成后，离心、固体洗涤、真空干燥得到SiO₂纳米微球；SiO₂纳米微球在400～800℃温度下煅烧4～8h，制得介孔二氧化硅纳米微球；所述共结构导向剂为3‑氨丙基三乙氧基硅烷，所述阴离子表面活性剂为N‑月桂酰肌氨酸钠或十二烷基苯磺酸钠；(2)将步骤(1)制备的介孔二氧化硅纳米微球浸没于二氯甲烷中，超声分散后，加入氯磺酸，在超声震荡下进行反应，室温下反应0.5～3h，反应完成后，离心、固体洗涤、真空干燥，制得磺酸基介孔二氧化硅纳米微球；(3)将步骤(2)制备的磺酸基介孔二氧化硅纳米微球与水溶性过渡金属盐加入去离子水中，搅拌混匀后进行水热反应，加热至50～150℃温度下反应4～20h，反应完成后，离心、固体清洗，真空干燥，所得固体产物置于马弗炉内，150～600℃温度下煅烧2～6h，制备得到磺酸功能化介孔二氧化硅微球负载金属氧化物催化剂；所述水溶性过渡金属盐为过渡金属的硝酸盐和/或醋酸盐，所述过渡金属为Fe、V、Ni、Cu、Co、Mn中一种或是两种。