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专利号: 2018106642240
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种光热催化加氢催化剂的制备方法,所述光热催化加氢催化剂由介孔碳微球载体及负载在载体表面的碳量子点和金属量子点组成,催化剂尺寸在50~100nm之间,所述的碳量子点的粒径范围在4.5~6.5nm之间,所述金属量子点为钯量子点和铂量子点中的一种或两种的组合,金属量子点的粒径范围在10~15nm之间;所述催化剂中,碳量子点和金属量子点的质量分数分别为10~30%和1~2%;

所述的制备方法包括:

1)以3‑氨基酚和甲醛为碳源前驱体,氨水为催化剂,在醇‑水溶液体系中,经缩聚反应得到聚合物微球;

2)步骤1)得到的聚合物微球与去离子水配制成混合浆液,将配制的混合浆液放入微波消解仪中在180~210℃下进行微波反应20~30分钟,降温后取出混合浆液,经真空干燥得到碳量子点修饰的聚合物微球,其中碳量子点分布在聚合物微球的表面且粒径范围在4.5~6.5nm之间;

3)通过湿法浸渍将金属盐负载到步骤2)得到的碳量子点修饰的聚合物微球,干燥得到催化剂前驱体;

4)步骤3)得到的催化剂前驱体在惰性气氛下经煅烧、降温得到光热催化加氢催化剂,其中煅烧过程为程序升温过程:先从室温以0.5~3.5℃/分钟的升温速率升至200~300℃,恒温1~4小时;从200~300℃以为3.5~8.5℃/分钟的升温速率升至400~600℃,恒温3~6小时。

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤1)按照如下实施:配制由质量浓度为20~25%的氨水、醇、去离子水、3‑氨基酚和质量浓度为33~38%的甲醛水溶液组成的混合液,其中氨水与甲醛水溶液、醇和去离子水的体积比分别为1:2~8:20~60:70~100,3‑氨基酚与甲醛的摩尔比为1:2~5;所配制的混合液室温下搅拌2~10h后转入反应釜中在

100~300℃水热反应12~48小时,干燥得到聚合物微球。

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤2)中,聚合物微球与去离子水的投料比为1g:10~25ml;真空干燥条件为:将微波法得到的混合浆液在相对真空度‑0.099~‑

0.05MPa下,温度为20~80℃干燥12~48小时。

4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤3)中,金属盐为下述中一种或多种的组合:硝酸钯、氯钯酸、乙二胺氯化钯、四氯钯酸铵、氯钯酸钠、硝酸四氨合钯、四氨基二碳酸氢钯、氯铂酸、硝酸铂、氯铂酸钠、四氨合硝酸铂、二亚硝基二氨铂、三氯氨络铂酸钾、六氯代铂酸钠;所述的步骤3)按照如下进行:配制金属质量浓度为0.001~0.05g/mL的金属盐的水溶液,取步骤2)得到的碳量子点修饰的聚合物微球、金属盐的水溶液和去离子水混合,其中碳量子点修饰的聚合物微球、金属盐的水溶液和去离子水的投料比为1g:5~20ml:10~

25ml,浸渍5~10小时后将浸渍样干燥得到催化剂前驱体。

5.根据权利要求1所述的制备方法制得的光热催化加氢催化剂在式I所示的3,4‑二氯代硝基苯在280~350nm紫外光照射下选择性催化加氢合成式II所示的3,4‑二氯代苯胺的反应中的应用;

6.如权利要求5所述的应用,其特征在于:所述催化剂的应用方法为:将光热催化加氢催化剂、式I所示的3,4‑二氯代硝基苯投入装有紫外光照射的高压加氢反应釜内,密闭反应釜,用氮气置换空气,再用氢气置换氮气,氢气压力为0.5~1.5MPa,然后打开反应釜加热键升温至30~120℃,温度稳定后打开280~350nm紫外灯照射,开启搅拌启动反应,当釜内压力不再下降,继续恒温恒压搅拌一段时间,停止搅拌降温至室温,开釜取出加氢液,加氢液经分离后处理得到式II所示的3,4‑二氯代苯胺。

7.如权利要求6所述的应用,其特征在于:所述式I所示化合物与所述光热催化加氢催化剂的投料质量比为100:0.5~4。

8.如权利要求6所述的应用,其特征在于:所述式I所示化合物在有溶剂或无溶剂条件下进行加氢反应;进行无溶剂加氢反应时,首先须将原料预热熔融至液态,再升至反应温度进行加氢反应;进行有溶剂加氢反应时,溶剂为甲醇或乙醇。

9.如权利要求6所述的应用,其特征在于:紫外灯的照射波长范围280~350nm,功率为2

200~250W,辐射强度为3660~3980μW/cm。