一种改性氧化催化材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种改性氧化催化材料及其制备方法和应用，该方法包括：S1、将石墨成型体和导电物分别与直流电源的正极和负极连接后置于无机碱的水溶液中，在10

【技术实现步骤摘要】
一种改性氧化催化材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种改性氧化催化材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氧化催化材料如钛硅分子筛在有机物的氧化反应中，可采用无污染的低浓度过氧化氢作为氧化剂，可以催化多种类型的有机氧化反应，如烯烃的环氧化、烷烃的部分氧化、醇类的氧化、酚类的羟基化等，避免了氧化过程工艺复杂和污染环境的问题，具有传统氧化体系无可比拟的节能、经济和环境友好等优点，并具有良好的反应选择性，因此具有极大的工业利用前景。但目前氧化催化材料合成方法的重复性和稳定性以及成本等方面不是十分理想。所以，改进相应合成方法是氧化催化材料开发的关键。通过电泳法净化单层碳纳米管时发现的尺寸小于10nm的细小碳纳米颗粒首次被命名为碳量子点(简称碳点)，它是一种新型的小尺寸碳纳米材料。由于其优异的荧光性质，碳量子点又被称之为荧光碳量子点。从碳量子点的发现到利用的短短几年里，碳量子点成为了碳纳米家族的一颗新星。近年来，碳量子点各方面的性质和利用也被研究得越来越细致和全面，并最终取得了重大的进展。所以，碳量子点的性质与利用的研究得到了人们越来越多的关注。结合碳量子点的特性利用其改性氧化催化材料，是一条值得探索的氧化催化材料改性路线。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种改性氧化催化材料及其制备方法和应用，本专利技术的方法制备得到的改性氧化催化材料的反应活性中心可以得到有效利用，具有较优的大分子反应活性和目的产物选择性。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种制备改性氧化催化材料的方法，该方法包括：
[0005]S1、将石墨成型体和导电物分别与直流电源的正极和负极连接后置于无机碱的水溶液中，在10
‑
40V的电压下电解1
‑
10天，得到碱性碳点溶液；
[0006]S2、将硅源与碱性碳点溶液进行第一混合，得到混合液；
[0007]S3、将所述混合液与氧化催化材料进行第二混合后，将得到的混合物移入耐热密闭容器内，于110
‑
200℃下进行水热反应6
‑
72小时，收集固体产物得改性氧化催化材料。
[0008]可选地，步骤S1中，所述无机碱的水溶液中无机碱的含量为0.1
‑
25重量％。
[0009]可选地，步骤S1中，所述碱性碳点溶液的碳点浓度为0.01
‑
2mg/L；所述碱性碳点溶液中碱与碳点的含量的重量比为(10
‑
500)：1。
[0010]可选地，步骤S2中，所述第一混合的条件包括：温度为20
‑
100℃，时间为1
‑
24小时；
[0011]所述硅源与所述碱性碳点溶液的用量的重量比为1：(2
‑
100)；所述硅源选自硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯、甲基硅烷、乙基硅烷和丙基硅烷中的一种或几种。
[0012]可选地，步骤S3中，所述第二混合的条件包括：温度为20
‑
60℃，时间为0.1
‑
6小时；所述水热反应的条件包括：温度为120
‑
200℃，时间为1
‑
80小时；
[0013]所述混合液与所述氧化催化材料用量的重量比为100：(1
‑
100)。
[0014]可选地，步骤S3还包括：收集固体产物并在300
‑
650℃进行焙烧1
‑
12小时。
[0015]可选地，所述无机碱选自氨、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化钡中的一种或几种；
[0016]所述氧化催化材料选自含钛分子筛、含铁分子筛、含钒分子筛和含锡分子筛中的一种或几种。
[0017]本专利技术第二方面提供一种本专利技术第一方面提供的方法制备得到的改性氧化催化材料。
[0018]可选地，所述改性氧化催化材料的介孔体积占总孔体积的50
‑
75％，介孔体积占比与介孔比表面积占比的比值为1.5
‑
2.5。
[0019]本专利技术第三方面提供一种本专利技术第二方面提供的改性氧化催化材料在烯烃催化氧化反应中的应用，其中所述烯烃的碳原子数为5
‑
10。
[0020]通过上述技术方案，本专利技术的方法能够增加氧化催化材料的反应活性中心可接近性，使得改性氧化催化材料的反应活性中心可以得到有效利用，进而使得改性氧化催化材料具有更优的反应活性、目的产物的选择性以及活性稳定性。
[0021]本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0022]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0023]本专利技术第一方面提供一种制备改性氧化催化材料的方法，该方法包括：
[0024]S1、将石墨成型体和导电物分别与直流电源的正极和负极连接后置于无机碱的水溶液中，在10
‑
40V的电压下电解1
‑
10天，得到碱性碳点溶液；
[0025]S2、将硅源与碱性碳点溶液进行第一混合，得到混合液；
[0026]S3、将所述混合液与氧化催化材料进行第二混合后，将得到的混合物移入耐热密闭容器内，于110
‑
200℃下进行水热反应6
‑
72小时，收集固体产物得改性氧化催化材料。
[0027]本专利技术的方法在碱性碳点溶液存在下，可以使氧化催化材料在处理过程中产生介孔、大孔等缺陷，同时硅源的存在可以有效控制处理过程使得处理过程中产生的介孔、大孔等缺陷更加有序，一方面可以适当增加氧化催化材料的反应活性中心可接近性，另一方面可以进一步有针对性地提高反应物和产物的扩散速度，从而有利于提高氧化催化材料的反应活性和活性稳定性，以及对目的产物的选择性。
[0028]在本专利技术的一种具体实施方式中，步骤S1中，所述电解的电压为2
‑
35V，时间为1
‑
5天，得到碱性碳点溶液。
[0029]在本专利技术的一种具体实施方式中，步骤S1中，所述无机碱的水溶液中无机碱的含量可以在较大的范围内变化，例如可以为0.1
‑
25重量％，优选为1
‑
10重量％。
[0030]在本专利技术的一种具体实施方式中，步骤S1中，所述碱性碳点溶液的碳点浓度为0.01
‑
2mg/L，优选为0.02
‑
1mg/L；所述碱性碳点溶液中碱与碳点的含量的重量比为(10
‑
500)：1，优选为(20
‑
200)：1。
[0031]在本专利技术的一种具体实施方式中，步骤S1可以包括：将碱性碳点溶液进行浓缩处
理。浓缩处理为本领域的技术人员所常规采用的技术手段，例如采用膜分离浓缩等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备改性氧化催化材料的方法，该方法包括：S1、将石墨成型体和导电物分别与直流电源的正极和负极连接后置于无机碱的水溶液中，在10
‑
40V的电压下电解1
‑
10天，得到碱性碳点溶液；S2、将硅源与碱性碳点溶液进行第一混合，得到混合液；S3、将所述混合液与氧化催化材料进行第二混合后，将得到的混合物移入耐热密闭容器内，于110
‑
200℃下进行水热反应6
‑
72小时，收集固体产物得改性氧化催化材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S1中，所述无机碱的水溶液中无机碱的含量为0.1
‑
25重量％。3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S1中，所述碱性碳点溶液的碳点浓度为0.01
‑
2mg/L；所述碱性碳点溶液中碱与碳点的含量的重量比为(10
‑
500)：1。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S2中，所述第一混合的条件包括：温度为20
‑
100℃，时间为1
‑
24小时；所述硅源与所述碱性碳点溶液的用量的重量比为1：(2
‑
100)；所述硅源选自硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯、甲基硅烷、乙基硅烷和丙基硅烷中的一种或几种...

【专利技术属性】
技术研发人员：史春风，王肖，康振辉，黄慧，刘阳，周赟杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：