一种新型有机-无机杂化催化材料制造技术

本发明专利技术涉及材料制备和催化合成技术领域，具体涉及到一种新型有机

【技术实现步骤摘要】
一种新型有机
‑
无机杂化催化材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及材料制备和催化合成
，尤其涉及到一种新型有机
‑
无机杂化催化材料
、
制备方法及其应用
。

技术介绍

[0002]目前，针对高效选择性氧化活化芳烃侧链
α
–
C
–
H
键的体系，常用的氧化体系主要包括叔丁基过氧化氢
、NaClO、KMnO4和
H2O2等
。
这带来了成本
、
安全性和原子经济性的问题
。
以绿色经济的分子氧为氧化剂的反应体系，常使用均相的金属络合物或者金属氧化物作为催化剂，均相体系反应高效，但是催化剂无法回收重复使用；而多相的金属氧化物体系的催化活性较低和选择性差，反应体系高温高压
。
[0003]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于开发一种新型有机
‑
无机杂化催化材料，具有更强的氧化能力，从而具有更高效的催化芳烃侧链
α
‑
C
–
H
键氧化活化；新型有机
‑
无机杂化催化材料的表面酸碱性可以调控，从而提高目标产物的选择性；且循环多次后仍能保持很好的催化效果/>。
解决了现有体系需要强氧化剂
、
高温高压
、
均相催化剂不能回收和多相催化剂产率低等问题
。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
[0006]一种新型有机
‑
无机杂化催化材料，所述有机
‑
无机杂化催化材料采用有机酸和类水滑石的金属阳离子在溶剂中配位制得；
[0007]所述类水滑石在体系里的含量为
25
～
100g/L
；所述有机酸在体系里的含量为
0.02
～
0.5mol/L。
有机酸与类水滑石的比值越小，类水滑石只有部分金属阳离子和有机酸配位；降低催化材料的杂化率，有机酸与类水滑石的比值越大，会溶解类水滑石
。
降低催化材料的成品率，因此本申请限定以上范围，保证制得的有机
‑
无机杂化催化材料具有较高的成品率和选择性
。
[0008]作为优选的，所述类水滑石的通式为
M(II)M(III)
‑
LDH
；式中
M(II)
为
Ni
2+
、Mg
2+
、Zn
2+
、Co
2+
、Cu
2+
、Ba
2+
、Ca
2+
中的任意一种或两种，式中
M(III)
为
Al
3+
、Fe
3+
、Ti
3+
、Cr
3+
、V
3+
、Co
3+
、Mn
3+
、Ga
3+
、In
3+
中的任意一种
。
[0009]作为进一步优选的，式中
M(II)
为
Ni
2+
、Mg
2+
、Ca
2+
、Zn
2+
、Co
2+
；式中
M(III)
为
Mn
3+
、Fe
3+
；得到
M(II)Mn
‑
LDH
和
M(II)Fe
‑
LDH。
[0010]作为优选的，所述有机酸中的羧基与所述类水滑石中的金属阳离子配位
。
[0011]作为优选的，所述有机酸为下面
(a)
～
(e)
中任意一种；
[0012][0013]式中
R
代表：
H、X(F、Cl、Br、I)、
–
OH、
–
COOH、
–
CH3、
–
OCH3、
–
C(CH3)3、
–
NO2、
–
CF3、
–
NH2；优选
R
为：
H、F、Cl、Br、
–
COOH、
–
OCH3、
–
C(CH3)3、
–
NO2；式中
n
＝1～
10
，优选
n
为
2、3、4。
强给电子基团和长链的有机酸不利于有机
‑
无机杂化催化材料的合成，因此本专利技术中的
R
和
n
优选以上
。
[0014]作为优选的，所述溶剂为十二烷或二苯醚中的任意一种
。
[0015]本专利技术的第二个目的在于开发一种新型有机
‑
无机杂化催化材料的制备方法，具有同样的技术效果
。
[0016]本专利技术为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
[0017]一种新型有机
‑
无机杂化催化材料的制备方法，方法步骤如下：
[0018](1)
制备类水滑石
[0019]S11
：将所需金属盐溶解在去离子水中形成混合金属盐水溶液
A
；将碳酸钠溶解在去离子水中形成溶液
B
；将氢氧化钠溶解在去离子水中形成溶液
C
；三种溶液的摩尔浓度比值为
A:B:C
＝
2:1:6
；
[0020]S12
：在圆底四口烧瓶里加入溶液
B
，将溶液
A
和
C
滴加到四口圆底烧瓶里，控制
pH
值在9–
11
之间，经过
24h
不断搅拌形成悬浊液；反应时间过长，对类水滑石材料的结构无影响；反应时间短，类水滑石的结晶性低
。
[0021]S13
：形成的悬浊液用去离子水洗涤至中性
、
过滤，经干燥得到类水滑石
(LDH)
材料；
[0022](2)
制备有机
‑
无机杂化催化材料
[0023]S14
：在反应器里加入制备的类水滑石
、
有机酸和溶剂进行反应，反应结束后的产物用乙酸乙酯洗涤...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种新型有机
‑
无机杂化催化材料，其特征在于，所述有机
‑
无机杂化催化材料采用有机酸和类水滑石的金属阳离子在溶剂中配位制得；所述类水滑石在体系里的含量为
25
～
100g/L
；所述有机酸在体系里的含量为
0.02
～
0.5mol/L。2.
根据权利要求1所述的一种新型有机
‑
无机杂化催化材料，其特征在于，所述类水滑石的通式为
M(II)M(III)
‑
LDH
；式中
M(II)
为
Ni
2+
、Mg
2+
、Zn
2+
、Co
2+
、Cu
2+
、Ba
2+
、Ca
2+
中的任意一种或两种，式中
M(III)
为
Al
3+
、Fe
3+
、Ti
3+
、Cr
3+
、V
3+
、Co
3+
、Mn
3+
、Ga
3+
、In
3+
中的任意一种
。3.
根据权利要求2所述的一种新型有机
‑
无机杂化催化材料，其特征在于，所述有机酸中的羧基与所述类水滑石中的金属阳离子配位
。4.
根据权利要求1所述的一种新型有机
‑
无机杂化催化材料，其特征在于，所述有机酸为下面
(a)
～
(e)
中任意一种；式中
R
代表：
H、X(F、Cl、Br、I)、
–
OH、
–
COOH、
–
CH3、
–
OCH3、
–
C(CH3)3、
–
NO2、
–
CF3、
–
NH2；式中
n
＝1～
10。5.
根据权利要求1所述的一种新型有机
‑
无机杂化催化材料，其特征在于，所述溶剂为十二烷或二苯醚
。6.
根据权利要求1所述的一种新型有机
‑
无机杂化催化材料的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：
(1)
制备类水滑石
S11
：将所需金属盐溶解在去离子水中形成混合金属盐水溶液
A
；将碳酸钠溶解在去离子水中形成溶液
B
；将氢氧化钠溶解在去离子水中形成溶液
C
；三种溶液的摩尔浓度比值为
A:B:C
＝
2:1:6
；
S12
：在圆底四口烧瓶里加入溶液
B
，将溶液
A
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周维友，王安玮，何明阳，周雪，于谦睿，陈雨洁，卞嘉继，孙中华，钱俊峰，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：