本发明专利技术涉及一种磁性Wells
【技术实现步骤摘要】
一种磁性Wells
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Dawson杂多酸复合材料的制备方法
[0001]杂多酸是由杂原子（如P、Si、Fe和Co等）和多原子（Mo、W、V、Nb和Ta等）根据过氧原子配位桥联效应通过一定结构形成，其本质为一种强度均匀的质子酸，这种酸拥有酸性强度高、催化活性优良、氧化还原性质好等特点，在实际应用时可做为一种新型多功能催化剂。然而，由于杂多酸表面积相对较小，阻碍了活性部位的进入，且在水溶液中的高溶解度不便于再循环和再利用，导致其应用受到限制。
技术介绍
[0002]磁性纳米颗粒材料具有比表面积大、分散性好、表面易修饰等主要特点，已经被广泛应用于医学领域中，而近期又因其特有的磁性易回收的优势被催化领域所大量的研究。CN101733148B中提出一种具有磁性的杂多酸催化剂，这种催化剂既保持杂多酸本身特有的催化能力，又引入了磁性纳米颗粒所具有的粒径小、分散性好等特点，但该催化剂对催化傅克反应起到用，限制了其应用。CN109225288A描述了一种磁性纳米磷钨杂多酸离子液体负载二氧化硅复合材料的制备方法，并通过固相球磨法进行磁性纳米二氧化硅复合材料的合成。磷钨酸的加入有效地提高油品脱硫率，但此技术反应体系复杂，中间产物难以控制，影响催化剂的稳定性。
[0003]根据杂多酸所含的离子可以把其分为 Keggin、Dawson、Silverton、Anderson、Waugh、Lindqvist等六种经典结构类型。其中，Keggin型杂多酸研究的最充分，也是唯一商品化的杂多酸。其中，其中，对Keggin型的杂多酸进行的研究最为系统和深入，而Keggin型杂多酸也是唯一实现商品化的相关物质。通过对Dawson型杂多酸研究发现，Dawson型杂多酸具有更加稳定的结构，其催化活性更高、氧化性更加优异、再生速度更快。对Dawson型杂多酸在工业生产、环境节能等方向的使用开展相关研究，对于当今工业发展和研究应用有着极为重要的意义。本专利技术提出一种基于氨基
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丙基改性二氧化硅包覆的磁性Fe3O4纳米粒子与Wells
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Dawson杂多酸相互作用生成催化材料的制备方法，并将其作为一种光催化剂用于处理有机污染物，拓展磁性杂多酸材料应用领域。
技术实现思路
[0004]本专利技术为了解决Dawson型杂多酸合成困难、不易回收的现状，首要目的是提供一种绿色环保、成本低廉、制备方法简单、易于磁性回收、循环使用的磁性Wells
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Dawson杂多酸复合催化剂。
[0005]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现，包括以下几大步骤：（1）通过将多金属氧酸盐（POMs）与浓磷酸溶液进行充分混合，使其自行反应生成Well
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Dawson型杂多酸。
[0006]（2）通过共沉淀法获得磁性四氧化三铁纳米材料，并使用TPI（N
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[3
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（三乙氧基硅基）
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丙基]异烟酰胺）对所得磁性四氧化三铁纳米材料进行改性，得到吡啶功能化磁性载体材料（TPI
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Fe3O4）。
[0007]（3）将自制的TPI
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Fe3O4磁性载体分散于Wells
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Dawson型杂多酸中，利用磁性四氧化三铁载体与杂多酸之间的相互反应以及铵根离子与杂多酸中聚阴离子的相互作用，将杂多酸成功地包覆与磁性载体上得到磁性Wells
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Dawson杂多酸复合材料。
[0008]（4）制得的磁性Well
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Daswon杂多酸复合材料可以作为一种高效的催化剂实现对罗丹明B溶液的光催化降解。
[0009]本专利技术目的通过以下技术方案实现：该方法主要包括如下步骤：1）按质量比3:2
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6:7分别称取FeCl3·
6H2O和FeCl2·
4H2O在150mL去离子水中，且在N2条件下强力搅拌15
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30 min后之后选择质量分数为32%的NH3·
H2O溶液10 mL
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30 mL，将其逐滴滴入氯化铁、氯化亚铁混合溶液中，搅拌60 min后黑色产物生成；2）将步骤1）所述的黑色产物用磁体分离，再分别用0.1mol/L NaCl溶液、无水乙醇、去离子水清洗至pH=7，真空干燥后即为磁性Fe3O4粒子；3）取步骤2）中制成的磁性Fe3O4粒子1.0 g
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3.5 g加入到70 mL的甲苯当中，均匀搅拌70min后逐滴加入3
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10mL的TPI，并回流24 h后过滤去除黑色固体，再分别用甲苯、乙醇、去离子水洗涤3次，在常温环境下干燥至恒重后即获得吡啶功能化TPI
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Fe3O4磁性复合材料，储存备用；4）将12 g
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20 g POMS与15 mL
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30 mL去离子水充分混合至溶解，配置成溶液5）将步骤4）中配置多金属氧酸盐溶液进行加热处理，待其沸腾后，向混合溶液加入10 mL
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15 mL 85%浓度的浓磷酸溶液，充分搅拌使两者混合均匀，继续在回流装置中保持沸腾6
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10 h后自然冷却至室温；6）向步骤5）中所述溶液中加入KCl颗粒，目的是使溶液发生盐析反应结晶，生成沉淀；7）将步骤6）所述沉淀进行重结晶纯化，在5 ℃下冷却24 h后，过滤洗涤，再真空干燥8
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10 h，得到α/β
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异构体多金属盐；8）将步骤7）所述的α/β
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异构体多金属盐溶于37%的浓盐酸中，再用乙醚对混合溶液进行萃取，并于水中进行重结晶处理，经过处理后所得到的黄色结晶体即为Well
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Dawson杂多酸；9）称取步骤3）自制的TPI
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Fe3O4磁性复合材料0.5
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3.0 g，步骤8）所述的Wells
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Dawson杂多酸0.3 g
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1.2 g，与50 mL甲醇溶液充分混合，回流3 h；10）将步骤9）所述的回流后的混合液，以甲醇为溶剂，在索氏萃取器中过滤萃取12 h后，在105℃的真空烘箱中干燥，得到具有良好催化性能的磁性Wells
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Dawson杂多酸复合材料。
[0010]其中，所述步骤1）中多金属氧酸盐优选于钨酸钠（Na2WO4）、钨酸钾（K2WO4）、钨酸钙（CaWO4）、钼酸钠（Na2MoO4）、钼酸钾（K2MoO4）、钼酸钙（CaMoO4）、钒酸钠（Na3VO4）、钒酸钾（K3VO4）中的一种或多种；所述步骤5）中在回流反应期间，随时补加去离子水，使得溶液总体积保持为30mL；所述步骤3）中所述的TPI（N
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[3
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（三乙氧基硅基）
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丙基]异烟酰胺）起到连接剂的作用，可将步骤8）所述的Wells
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Dawson型杂多酸以共价键的形式锚本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁性Wells
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Dawson杂多酸复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）按质量比3:2
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6:7分别称取FeCl3·
6H2O和FeCl2·
4H2O放在150mL去离子水中，且在N2条件下强力搅拌15
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30 min之后选择质量分数为32%的NH3·
H2O溶液10 mL
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30 mL，将其逐滴滴入氯化铁、氯化亚铁混合溶液中，搅拌60 min后黑色产物生成；2）将步骤1）所述的黑色产物用磁体分离，再分别用0.1mol/L NaCl溶液、无水乙醇、去离子水清洗至pH=7，真空干燥后即为磁性Fe3O4粒子；3）取步骤2）中制成的磁性Fe3O4粒子1.0 g
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3.5 g加入到70 mL的甲苯当中，均匀搅拌70min后逐滴加入3
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10mL的TPI，并回流24 h后过滤去除黑色固体，再分别用甲苯、乙醇、去离子水洗涤3次，在常温环境下干燥至恒重后，即获得吡啶功能化TPI
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Fe3O4磁性复合材料，储存备用；4）将12 g
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20 g POMS与15 mL
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30 mL去离子水充分混合至溶解，配置成溶液；5）将步骤4）中配置溶液进行加热处理，待其沸腾后，向混合溶液加入10 mL
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15 mL浓度为85%的浓磷酸溶液，充分搅拌使两者混合均匀，继续在回流装置中保持沸腾6
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10 h后自然冷却至室温；6）向步骤5）中所述溶液中加入KCl颗粒，目的是使溶液发生盐析反应结晶...
【专利技术属性】
技术研发人员：王天舒，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：
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