一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂及其制备工艺和应用制造技术

本发明专利技术提供一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂及其制备工艺和应用，该催化剂以羟基磷灰石为载体，碳/金复合多孔微球为活性成分，是将草酸加入氯酸金水溶液得到草酸金络合物溶液，加入纳米纤维素晶须溶液，得到负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料；将负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料在室温下干燥，置于低温等离子体中活化处理后，高温炭化，得到碳/金复合多孔材料；将碳/金复合多孔材料研磨充分得到碳/金复合多孔微球，将加入碳/金复合多孔微球加入羟基磷灰石载体溶液中，超声波条件下搅拌吸附，烘干，得到负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂，可用于knoevenagel缩合反应制备三甲氧基肉桂酸的应用。

Hydroxyapatite catalyst supported on carbon / gold composite porous microspheres and its preparation process and Application

The invention provides a hydroxyapatite catalyst loaded with carbon / gold composite porous microspheres and the preparation process and application of the catalyst. The catalyst uses hydroxyapatite as the carrier, carbon / gold composite porous microspheres as the active ingredient, and the oxalic acid gold complex solution is obtained by adding oxalic acid to chloric acid, and the nanoscale whisker solution is added. The cellulose whisker slurry loaded with oxalic acid gold complex was obtained. The cellulose whisker slurry loaded with oxalic acid gold complex was dried at room temperature and activated in a low temperature plasma. The carbon / gold composite porous material was obtained by high temperature carbonization. The carbon / gold composite porous material was grinded into carbon / gold composite porous microspheres. The carbon / gold composite porous microspheres were added to the hydroxyapatite carrier solution. The hydroxyapatite catalyst loaded with carbon / gold composite porous microspheres was prepared by stirring adsorption and drying under ultrasonic conditions. It could be used for the application of Knoevenagel condensation reaction to prepare tri methoxy cinnamic acid.

【技术实现步骤摘要】
一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂及其制备工艺和应用
本专利技术属于药物化学领域，具体涉及一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂及其制备工艺和应用。
技术介绍
金位于第六周期旧族，与同族金属银和铜相比，银和铜的电离能相对较低，容易失去电子形成未充满的d轨道，而金的电离能高，很难失去电子形成空的d轨道，与表面分子的作用力较弱，因此单质金对催化氨化反应和氧化反应是没有活性的，金的分散性差，颗粒易聚集长大，活性组分的颗粒尺寸越大，相应的阶梯、边、角位置的活性位点也越少，低分散性导致的大块金颗粒也抑制了其催化活性，但是研究发现负载在SiO2载体上的金颗粒在催化烯烃氢化反应、了催化乙炔氯氢化反应和低温CO氧化反应具有一定活性，但受制于制备方法的缺陷，催化剂的金颗粒尺寸较大，催化效果较差。中国专利CN102553583B公开的介孔碳负载的金纳米催化剂及其应用，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的SBA-15,与四氯酸金水溶液混合，在加入硼酸钾还原，得到负载金的SBA-15，再将负载金的SBA-15和酚醛树脂混合均匀，初步干燥，在氮气氛围下高温炭化，再洗去SBA-15模板，得到介孔碳负载的金催化剂。该介孔碳负载的金催化剂主要用于在邻氯硝基苯、对氯硝基苯、间氯硝基苯、邻硝基甲苯、对硝基甲苯、间硝基甲苯、间硝基甲醚等硝基苯类化合物的加氢反应，该催化剂中金纳米离子在介孔碳上具有高分散性，平均粒径小，提供了更多的活性中心，从而提高了催化剂的反应活性和选择性。中国专利CN102553615B公开的一张草酸酯加氢铜-金双金属催化剂及其制备方法，将聚乙烯吡咯烷酮或者聚苯乙烯丙烯腈有机高分子溶解于有机溶剂中得到高分子溶液，加入二氧化硅或者硅基介孔分子筛SBA-15载体后静置，干燥，再加入乙二胺、乙醇胺和双氰胺络合物回流，得到负载型络合剂-高分子固体粉末，再浸渍于氯金酸溶液，经硼化氢还原，再浸渍与硝酸铜或者乙酸铜溶液，再经硼化氢还原，最后在氢气氛围下还原，得到草酸酯加氢铜-金双金属催化剂。该催化剂为了防止金与铜形成合金，分别浸渍分别还原，使金和铜更好的负载和分散在载体的表面，并且将金与铜作为双金属催化剂，在少量金的情况下，有效地促进了铜的分散，具有优良的草酸酯选择加氢制备乙二醇中，具有优异的低温催化活性。由上述现有技术可知，为了提高含金的催化剂的催化活性，可通过添加金属或者提高催化剂的表面积，提高催化剂的催化加氢活性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂及其制备工艺和应用，该催化剂以羟基磷灰石为载体，碳/金复合多孔微球为活性成分，以草酸金络合物和纳米纤维素晶须制备的负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料经干燥，置于低温等离子体中活化处理后，高温炭化，得到碳/金复合多孔材料，再研磨充分加入羟基磷灰石载体溶液中，超声波条件下搅拌吸附，烘干，得到负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂。该催化剂可用于knoevenagel缩合反应制备三甲氧基肉桂酸的应用，催化活性高。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂，所述催化剂以羟基磷灰石为载体，碳/金复合多孔微球为活性成分，所述碳/金复合多孔微球由负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料活化炭化而成。本专利技术还提供一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将草酸加入氯酸金水溶液中，充分搅拌，得到草酸金络合物溶液，加入纳米纤维素晶须溶液，充分混合，蒸发溶剂浓缩，得到负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料；(2)将负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料在室温下干燥，置于低温等离子体中活化处理后，高温炭化，得到碳/金复合多孔材料；(3)将碳/金复合多孔材料研磨充分得到碳/金复合多孔微球，将加入碳/金复合多孔微球加入羟基磷灰石载体溶液中，超声波条件下搅拌吸附，烘干，得到负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，草酸的用量为过量。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，草酸金络合物与纳米纤维素晶须的质量比为1:2-3。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，活化处理的功率为150-200W，时间为10-30s。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，高温炭化的温度为600-750℃，时间为1-3h。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，碳/金复合多孔微球的粒径为1-800μm。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，超声波条件的功率为250-300W，温度为40-60℃，时间为10-30min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂的负载量为0.02-10％。作为上述技术方案的优选，所述负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂可用于knoevenagel缩合反应制备三甲氧基肉桂酸的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术制备负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂中以羟基磷灰石为载体，碳/金复合多孔微球为活性成分，将金离子与草酸络合形成络合物，再与纳米晶须混合，草酸金络合物附着于纳米纤维素晶须，室温干燥，低温等离子活化，促使草酸金络合物和纳米纤维素晶须之间结合紧密，再经高温炭烧，纤维素晶须被谈话成多孔碳，小尺寸的金纳米粒子高度分在多孔碳的介孔孔道中，经充分研磨得到碳/金复合多孔微球，再将碳/金复合多孔微球吸附于羟基磷灰石载体中，利用羟基磷灰石具有强的离子交换性，表面具有丰富的羟基，强吸附性能，因此可以将碳/金复合多孔微球吸附于羟基磷灰石，使催化剂催化knoevenagel缩合反应制备三甲氧基肉桂酸，具有很好的催化活性，而且催化剂可循环使用，并保持较好的催化活性。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1：(1)将过量的草酸加入氯酸金水溶液中，充分搅拌，得到草酸金络合物溶液，按照草酸金络合物与纳米纤维素晶须的质量比为1:2，加入纳米纤维素晶须溶液，充分混合，蒸发溶剂浓缩，得到负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料。(2)将负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料在室温下干燥，置于低温等离子体中，在150W功率下活化处理10s后，在600℃下高温炭化1h，得到碳/金复合多孔材料。(3)将碳/金复合多孔材料研磨充分得到粒径为1μm的碳/金复合多孔微球，将加入碳/金复合多孔微球加入羟基磷灰石载体溶液中，在250W和40℃下超声波条件下搅拌吸附10min，烘干，得到负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂，其中，负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂的负载量为0.02％。实施例2：(1)将过量的草酸加入氯酸金水溶液中，充分搅拌，得到草酸金络合物溶液，按照草酸金络合物与纳米纤维素晶须的质量比为1:3，加入纳米纤维素晶须溶液，充分混合，蒸发溶剂浓缩，得到负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料。(2)将负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料在室温下干燥，置于低温等离子体中，在200W功率下活化处理30s后，在750℃下高温炭化3h，得到碳/金复合多孔材料。(3)将碳/金复合多孔材料研磨充分得到粒径为800μm的碳/金复合多孔微球，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂，其特征在于：所述催化剂以羟基磷灰石为载体，碳/金复合多孔微球为活性成分，所述碳/金复合多孔微球由负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料活化炭化而成。

【技术特征摘要】
1.一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂，其特征在于：所述催化剂以羟基磷灰石为载体，碳/金复合多孔微球为活性成分，所述碳/金复合多孔微球由负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料活化炭化而成。2.一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将草酸加入氯酸金水溶液中，充分搅拌，得到草酸金络合物溶液，加入纳米纤维素晶须溶液，充分混合，蒸发溶剂浓缩，得到负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料；(2)将负载草酸金络合物的纤维素晶须浆料在室温下干燥，置于低温等离子体中活化处理后，高温炭化，得到碳/金复合多孔材料；(3)将碳/金复合多孔材料研磨充分得到碳/金复合多孔微球，将加入碳/金复合多孔微球加入羟基磷灰石载体溶液中，超声波条件下搅拌吸附，烘干，得到负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂。3.根据权利要求2所述的一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，草酸的用量为过量。4.根据权利要求2所述的一种负载碳/金复合多孔微球的羟基磷灰石催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，草酸金络合物与纳米纤维素晶须的质量比为1:2-3。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海威，
申请(专利权)人：苏州艾缇克药物化学有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32