一种环己烷选择性氧化的复合催化剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种制备简便，无贵金属掺杂，成本低，光催化活性高的介孔石墨氮化碳修饰铁掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法。该方法是先在介孔SBA‑15模板作用下生成二维介孔石墨氮化碳，然后和含四价钛和三价铁的醇溶胶反应，产物在空气下干燥后煅烧，在二维介孔石墨氮化碳孔内原位复合铁掺杂二氧化钛纳米晶，制备了孔石墨氮化碳修饰铁掺杂二氧化钛复合催化剂Fe‑TiO2/m‑C3N4。本发明专利技术可通过改变m‑C3N4，四价钛和三价铁前驱物的质量比来制备不同组成的Fe‑TiO2/m‑C3N4复合催化剂，调节复合物的带隙宽度。本发明专利技术催化剂可用于环己烷光催化选择性氧化制备环己醇和环己酮。

Composite catalyst for selective oxidation of cyclohexane, preparation method and application thereof

The invention discloses a preparation method of a mesoporous graphite nitride - modified iron - doped TiO 2 Photocatalyst with simple preparation, no noble metal doping, low cost and high photocatalytic activity. The method is to generate two-dimensional mesoporous graphite nitride under the effect of mesoporous SBA 15 template, and then reacts with the alcohol sols containing tetravalent titanium and trivalent iron. The product is calcined in the air after drying, and in situ composite iron doped titanium dioxide nanocrystals are mixed in two dimensional mesoporous graphite nitride pores, and the Kong Shimo carbon nitride modified iron doped two is prepared. Titanium oxide composite catalyst Fe TiO2/m C3N4. The present invention can adjust the band gap width of the complex by changing the mass ratio of M C3N4, tetravalent titanium and trivalent iron precursor to the preparation of different Fe TiO2/m C3N4 composite catalysts. The catalyst can be used for the selective oxidation of cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone.

【技术实现步骤摘要】
一种环己烷选择性氧化的复合催化剂、制备方法及应用
本专利技术涉及光催化氧化领域，具体涉及一种用于环己烷选择性氧化的复合催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
由环己醇和环己酮（KA油）选择性氧化是合成己二酸和己内酰胺的主要途径，己二酸和己内酰胺是生产高聚物尼龙6和尼龙66的重要原料。目前工业获得环己醇和环己醇的路线是环己烷和氧气高温高压（170℃，1MPa）下在助催化剂作用下氧化。为了获得较高的选择性（85%），环己烷的转化率往往需严格控制在10%以下，否则会生成过多的深度氧化产物（CO2）。因此，在工业上，需不断分离氧化产物，补充重新活化的催化剂，从而造成这一路线成本很高，危险性高，环境污染严重。光催化路线可以在室温和常压下进行，条件温和，能有效利用太阳能，清洁环保，环己烷光催化氧化合成环己醇和环己酮是一种有应用前景的绿色合成方法。和其他半导体光催化剂相比，TiO2价格便宜，光催化活性高，光稳定性好，是一类广泛使用的光催化剂。但纯TiO2的禁带宽度宽（3.2eV），需要<380nm波长的紫外光激发才能使电子跃迁至导带，引发光催化反应。在太阳光谱中，只有5%位于紫外光区，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于环己烷选择性氧化的复合催化剂的制备方法，所述复合催化剂为介孔石墨氮化碳修饰铁掺杂二氧化钛的纳米复合材料Fe‑TiO2/m‑C3N4，其特征在于，所述Fe‑TiO2/m‑C3N4的制备步骤为：（1）将反应量的SBA‑15和含氮有机物水溶液混合搅拌后100℃下烘干；在N2气氛下500℃煅烧充分，然后用10%HF溶液溶蚀SBA‑15模板，得到介孔石墨氮化碳m‑C3N4；（2）将m‑C3N4、 Ti(OR)4（R=‑C2H5, ‑CH(CH3)2, ‑C4H9中的一种）、Fe(NO3)3和丁醇混合，加热到50℃，搅拌充分，然后冷却至室温，搅拌；分离的固体60℃下干燥；然后在350~600℃下煅...

【技术特征摘要】
1.一种用于环己烷选择性氧化的复合催化剂的制备方法，所述复合催化剂为介孔石墨氮化碳修饰铁掺杂二氧化钛的纳米复合材料Fe-TiO2/m-C3N4，其特征在于，所述Fe-TiO2/m-C3N4的制备步骤为：（1）将反应量的SBA-15和含氮有机物水溶液混合搅拌后100℃下烘干；在N2气氛下500℃煅烧充分，然后用10%HF溶液溶蚀SBA-15模板，得到介孔石墨氮化碳m-C3N4；（2）将m-C3N4、Ti(OR)4（R=-C2H5,-CH(CH3)2,-C4H9中的一种）、Fe(NO3)3和丁醇混合，加热到50℃，搅拌充分，然后冷却至室温，搅拌；分离的固体60℃下干燥；然后在350~600℃下煅烧充分，得到Fe-TiO2/m-C3N4复合催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽娟，向育君，廖博，晏精青，佟占鑫，石亮，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43