【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑及其制備方法和在光催化芳香烴氨氧化中的應(yīng)用，屬于光催化制備化學(xué)品。
技術(shù)介紹
1、腈基團(tuán)是有機(jī)合成中普遍存在的官能團(tuán)，可以很容易地用于官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化，包括胺、酰胺、酸、醛、雜環(huán)的形成。特別是芳香族腈，在天然產(chǎn)物、材料、農(nóng)藥和燃料合成中得到廣泛的應(yīng)用。芳香腈的合成路線有多種，其中包括傳統(tǒng)的sandmeyer反應(yīng),rosenmund-vonbraun反應(yīng)，在這兩種反應(yīng)體系中，劇毒的cu(i)氰化物被作為氰化劑。其他的合成路線也有報(bào)道，如鹵化芳烴的氰化反應(yīng)，芳香族醛或羧酸與氨基化合物的反應(yīng)，酰胺或醛肟的脫水反應(yīng)，以及苯甲醇氨氧化反應(yīng)等。v-cr氧化物上氣相氨氧化c-h鍵是一種工業(yè)途徑，對(duì)腈的選擇性高，但需要350℃高溫。近年來(lái)，有報(bào)道多相錳氧化物催化劑成功用于液相氨氧化c-h鍵，還有一種固定在硅鋁石-1沸石晶體上的納米氧化錳催化劑，在與o2和尿素的氧化氰化反應(yīng)過(guò)程中，該催化劑對(duì)腈表現(xiàn)出良好的選擇性，但這些都需要高壓條件。同時(shí)有報(bào)道一種在溫和條件下，使用有機(jī)染料作為催化劑可得到腈類化合物，但是所采用的氨源是價(jià)格較高的羥胺。因此從環(huán)境友好和經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，開(kāi)發(fā)一種綠色、穩(wěn)定的合成腈類化合物的方法具有重要意義。
2、光催化技術(shù)是一種新型的、有效的綠色技術(shù)。半導(dǎo)體光催化技術(shù)被認(rèn)為是解決能源和環(huán)境問(wèn)題的有效途徑。cs3bi2x9是一種典型的無(wú)機(jī)鹵化物鈣鈦礦結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體，由于其低毒性和優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，在光致發(fā)光和光催化領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。目前已有報(bào)道將cs3bi2br9用于甲苯氧化
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是探索一種高光催化性能的復(fù)合催化劑，可以在溫和條件下實(shí)現(xiàn)高選擇性的芳香烴氰化。
2、本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：一種agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑的制備方法，將csbr、bibr3和agi三種鹵鹽同時(shí)溶于dmso溶劑中，攪拌至完全溶解后，滴加到異丙醇中，邊加邊攪拌，得到黃色的沉淀，沉淀用異丙醇離心洗滌后，干燥得到agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑，控制csbr與bibr3的摩爾比在3:2附近，方能形成cs3bi2x9材料。
3、優(yōu)選的，agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑中agi的質(zhì)量比為10-40％。
4、優(yōu)選的，異丙醇離心洗滌的條件為5000rpm-9000rpm，離心3-5分鐘。
5、優(yōu)選的，干燥是指將沉淀置于烘箱中，100℃干燥24h以上。
6、本專利技術(shù)還公開(kāi)了一種agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑，由agi與cs3bi2x9復(fù)合而成，其中agi的質(zhì)量比為10-40％。
7、本專利技術(shù)還公開(kāi)了前述的agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑在光催化芳香烴氨氧化中的應(yīng)用。
8、本專利技術(shù)還公開(kāi)了前述的agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑在光催化甲基芳烴制備芳甲腈中的應(yīng)用。
9、優(yōu)選的，在甲基芳烴中前述的agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑，在光源照射的條件下，甲基上的c(sp3)-h鍵被活化，在氨氧氣氛下生成芳香甲腈。反應(yīng)式如下式(1)所示：
10、
11、反應(yīng)溫度在80℃以上，反應(yīng)氣氛為氨氣和氧氣混合氣體(氧氣占比從20％-80％均可)；氣體總壓為1bar以上均可。光源包含λ＜550nm波段的單色光或復(fù)合光均可產(chǎn)生光催化效應(yīng)。
12、優(yōu)選的，所述甲基芳烴為甲苯。
13、本專利技術(shù)的有益效果如下：
14、(1)制備方法以cs3bi2x9為主體，agi分布在cs3bi2x9中，整個(gè)制備過(guò)程工藝簡(jiǎn)單、條件可控、成本低廉。
15、(2)制得的agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑對(duì)氨氣具有特別的吸附作用，實(shí)現(xiàn)了在可見(jiàn)光下液相甲基芳香烴氨氧化高選擇性得到芳香甲腈，使用該復(fù)合催化劑，對(duì)甲基芳香烴氰化所得芳香腈的長(zhǎng)時(shí)間選擇性高達(dá)98％。
16、(3)將cs3bi2x9和agi這兩種可見(jiàn)光催化劑在芳香烴腈基化的路線上互相配合，實(shí)現(xiàn)了在溫和條件下高選擇性、高穩(wěn)定性的光催化芳香烴氨氧化，具有綠色、環(huán)保的特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)明顯，并該復(fù)合催化劑可通過(guò)進(jìn)一步放大實(shí)驗(yàn)得到克級(jí)高純產(chǎn)物，展現(xiàn)出其在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的潛質(zhì)。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種AgI/Cs3Bi2X9復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征是，將CsBr、BiBr3和AgI三種鹵鹽同時(shí)溶于DMSO溶劑中，控制CsBr與BiBr3的摩爾比在3:2附近，攪拌至完全溶解后，滴加到異丙醇中，邊加邊攪拌，得到沉淀，沉淀用異丙醇離心洗滌后，干燥得到AgI/Cs3Bi2X9復(fù)合光催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，AgI/Cs3Bi2X9復(fù)合光催化劑中AgI的質(zhì)量比為10-40％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，異丙醇離心洗滌的條件為5000rpm-9000rpm，離心3-5分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，干燥是指將沉淀置于烘箱中，100℃干燥24h以上。
5.一種AgI/Cs3Bi2X9復(fù)合光催化劑，由AgI與Cs3Bi2X9復(fù)合而成，其中AgI的質(zhì)量比為10-40％。
6.權(quán)利要求5所述的AgI/Cs3Bi2X9復(fù)合光催化劑在光催化芳香烴氨氧化中的應(yīng)用。
7.權(quán)利要求5所述的AgI/Cs3Bi2X9復(fù)合光催化劑在光催化甲基芳烴制備芳甲腈中的應(yīng)
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征是，在甲基芳烴中加入權(quán)利要求5所述的AgI/Cs3Bi2X9復(fù)合光催化劑，通入氨氣氧氣混合氣體，在光源照射的條件下反應(yīng)得到芳甲腈。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的應(yīng)用，其特征是，所述甲基芳烴為甲苯。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征是，反應(yīng)溫度在80℃以上，反應(yīng)氣氛為氨氣和氧氣混合氣體中氧氣占比在20％-80％，氣體總壓在1bar以上。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征是，將csbr、bibr3和agi三種鹵鹽同時(shí)溶于dmso溶劑中，控制csbr與bibr3的摩爾比在3:2附近，攪拌至完全溶解后，滴加到異丙醇中，邊加邊攪拌，得到沉淀，沉淀用異丙醇離心洗滌后，干燥得到agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，agi/cs3bi2x9復(fù)合光催化劑中agi的質(zhì)量比為10-40％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，異丙醇離心洗滌的條件為5000rpm-9000rpm，離心3-5分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，干燥是指將沉淀置于烘箱中，100℃干燥24h以上。
5.一種agi/cs3bi2x9...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：戴懿濤，周永然，夏彤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州高等研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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