【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用工业、生活废热和热电效应将氨基苯甲醇类化合物转换为氨基苯甲醛类高附加值药物中间体的绿色节能、契合“双碳”目标的合成策略。具体涉及一种负载铁的金属有机骨架(fe-mof)热电纳米片复合材料的催化作用，尤其涉及一种热电纳米复合材料利用废热造成的温差进行热电催化芬顿反应将氨基苯甲醇高效氧化为氨基苯甲醛的绿色节能新方法。
技术介绍
1、氨基苯甲醛是一种高附加值有机化合物，化学式为c7h7no，是一种黄色结晶固体，具有特殊的芳香气味常被用作染料、香料和医药生产的重要原料。在医药领域，氨基苯甲醛可以通过与其他化合物反应，形成具有药理活性的化合物结构，是合成抗生素、抗癌药物等产品的关键中间体。
2、氨基苯甲醛的普通制备方法存在高耗能且需要用到有毒重金属强氧化剂等问题，对环境产生了严重的污染，不符合当今社会绿色化学和“双碳”目标的宗旨；重金属强氧化剂的存在也造成了目标产物过度氧化的问题。因此，传统合成路径存在纯度低、效率低、能耗高等缺点。所以，开发环境友好且效率高、能耗低、产物纯度高的催化反应新策略极具市场价值。
3、热电材料在一定的温差作用下可使材料内部电子或空穴由热端向冷端定向迁移，进而在材料表面富集大量电荷参与表面反应、产生活性自由基物种。利用废热、余热可方便的在热电材料两端产生温差，实现活性物质的生成，进而可开启催化转化反应。因此，该思路既可将释放到环境中的废热加以利用，同时也可为工业生产芳香醛类化合物提供了绿色环保的新途径。如何设计高效的热电催化材料、及如何有效利用废热是该技术的关键。p>
4、迄今为止，利用热电材料催化氨基苯甲醇氧化合成氨基苯甲醛的技术还未被报道。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于，一种利用废热及进行氨基苯甲醛药物中间体催化合成的绿色节能新方法。利用热电催化剂复合材料接触发热区域，在热电材料正反面产生温差，从而引起材料的热电效应，并以此作为催化反应驱动力将氨基苯甲醇氧化得到氨基苯甲醛药物中间体。
2、本专利技术创新性地提出设计fe-mof(fe-uio-66-nh2)-热电材料复合材料作为催化剂，其在持续的温差下显示出较好的有机物催化氧化性能。这归因于：bi2te3纳米片热电材料具有较好的室温热电性能，如较高的塞贝克系数、良好的导电性，可在温差作用下产生稳定的热电效应，使其电子和空穴在材料两端大量堆积；同时在热电材料表面的fe-mof层可促进表面催化转化反应的进行。
3、通过合理的反应系统设计，利用高温工业管路、空调外机等热源的自然散热过程，将催化剂材料涂覆于高温物品外壳，辅助以冷却夹套循环装置，充分利用管路、风机等释放出的废热，将热量传递于催化剂材料，启动催化剂的热电效应，在进行冷却的同时，实现连续化氨基苯甲醇的转化反应。
4、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
5、本专利技术公开了一种纳米热电复合催化剂，包括纳米片热电材料作为基体，以及复合在热电材料表面的fe-mof材料；其中，所述纳米片热电材料为bi2te3；fe-mof材料为fe-uio-66-nh2。
6、纳米热电复合材料催化剂可在温差的作用下使电子和空穴由热端向冷端迁移，在冷端产生大量的电荷堆积，在含o2环境中，同时产生h2o2等氧化性物质；在表面包覆的fe-mof所含的fe2+与h2o2发生芬顿反应，产生大量的高活性物种，协同提高表面催化转化反应，从而实现高效有机物催化转化。
7、本专利技术还公开了所述纳米热电复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：
8、首先，将n,n-二甲基甲酰胺dmf中通入一定时间的惰性气体，然后依次加入feso4·7h2o，zrcl4和纳米片热电材料，将体系加热至第一个预设的温度后，保持一定的时间；然后加入2-氨基对苯二甲酸，继续将体系加热至第二个设定的温度，保持一定的时间，将得到的粉体用dmf清洗，离心，真空烘干后，获得fe-mof包覆纳米片热电材料的纳米热电复合催化剂，记为bi2te3@fe-mof。
9、其中，feso4·7h2o，zrcl4和纳米片热电材料的用量比例为46mg：46.6mg：100mg；
10、其中，2-氨基对苯二甲酸与zrcl4的摩尔比为1:1；
11、第一个预设的温度为60℃，保持时间为30min。
12、第二个设定的温度为120℃，保持时间为60min。
13、将所述纳米热电复合催化剂用于催化氧化氨基苯甲醇为氨基苯甲醛的用途。
14、进一步地，本专利技术提供了一种利用废热及纳米热电复合催化剂进行催化氧化氨基苯甲醇为氨基苯甲醛的方法。具体操作为：将所制备纳米热电复合催化剂与含碳胶水材料混合，将混合后的材料利用喷涂技术将其涂覆于高温管路外壳，然后将冷却夹套固定在高温管路外壳外侧，然后在冷却夹套中加入500～1000ml浓度为0.05～0.07g/l的氨基苯甲醇水溶液作为冷却液，将冷却夹套通过管路连接入冷却循环系统，反应开始前将氨基苯甲醇水溶液通入o2鼓泡30-60min。冷却循环系统的温度设置为10℃-室温，然后开启冷却循环系统对氨基苯甲醇水溶液进行冷却，冷热端温差稳定、且>20℃后，开始计时，每隔30min取样检测。
15、本专利技术的工作原理是：
16、在制备的fe-mof包覆bi2te3的纳米热电复合材料催化剂中，纳米片热电材料bi2te3基体具有优异的热电性能，fe-mof包覆层具有高比表面积，包含大量的fe2+，在温差的作用下产生热电效应，纳米片热电材料的冷热端分别堆积大量的电荷，产生h2o2，并与周围的fe2+发生芬顿反应产生大量高活性物种，高效提高氨基苯甲醇的催化氧化反应。
17、本专利技术的有益技术效果：
18、(1)对比其他热电材料，bi2te3在室温下具有较高的塞贝克系数，在较低温差下可产生明显的热电效应，在冷热两端产生更多的电荷；fe-mof具有较大的比表面积，能为催化反应提供更多的反应活性位点。
19、(2)对比传统的对氨基苯甲醛的合成方法，利用废热产生温差为反应提供驱动力，可将释放到环境中的废热加以利用，提高了对能源的利用率，同时对环境不会造成污染，是一种低能耗，高转化率的绿色节能新方法。
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1.利用废热及纳米热电复合催化剂催化氨基苯甲醇氧化合成氨基苯甲醛的方法，其特征在于，步骤为：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，氨基苯甲醇水溶液的体积为500～1000mL，浓度为0.05～0.07g/L。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通入O2鼓泡的时间为30-60min。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米热电复合催化剂，包括纳米片热电材料作为基体，以及复合在热电材料表面的Fe-MOF材料。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述纳米片热电材料为Bi2Te3；Fe-MOF材料为Fe-UiO-66-NH2。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述纳米热电复合催化剂是通过如下步骤制备的：
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，FeSO4·7H2O，ZrCl4和纳米片热电材料的用量比例为46mg：46.6mg：100mg。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，2-氨基对苯二甲酸与ZrCl4的摩尔比为1:1。
9.如权利要求6所述的方法，其特
...【技术特征摘要】
1.利用废热及纳米热电复合催化剂催化氨基苯甲醇氧化合成氨基苯甲醛的方法，其特征在于，步骤为：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，氨基苯甲醇水溶液的体积为500～1000ml，浓度为0.05～0.07g/l。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通入o2鼓泡的时间为30-60min。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米热电复合催化剂，包括纳米片热电材料作为基体，以及复合在热电材料表面的fe-mof材料。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述纳米片热电材料为bi2te3...
【专利技术属性】
技术研发人员：李春磊，张学敏，王志鑫，吴纪清，李建华，刘百山，费德里克·罗西，张建明，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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