一种银钌双金属掺杂石墨烯催化剂及其制备方法与应用转让专利
申请号 : CN202011187747.4
文献号 : CN112452324B
文献日 : 2022-03-11
发明人 : 王大伟 , 胡文康 , 夏晓峰 , 罗兰
申请人 : 江南大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种银钌双金属掺杂石墨烯催化剂在双酚F或1‑苯基‑3‑对硝基苯基‑丙酮的合成过程中作为催化剂的应用,其特征在于,所述银钌双金属掺杂石墨烯催化剂包括石墨烯载体,所述石墨烯载体上负载有银、钌纳米颗粒,所述银、钌纳米颗粒质量比为0.5 1:0.6 1.1,所~ ~
述银、钌纳米颗粒直径为100 800nm。
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2.根据权利要求1所述的银钌双金属掺杂石墨烯催化剂在双酚F或1‑苯基‑3‑对硝基苯基‑丙酮的合成过程中作为催化剂的应用,其特征在于,所述银钌双金属掺杂石墨烯催化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备石墨烯;
(2)将AgBF4与RuCl3溶于乙二醇,然后加入石墨烯,调节混合液pH至7~11,置于80~200℃的水热条件下进行反应;
(3)反应结束后,冷却,离心,洗涤,真空干燥得到产物;
(4)将产物进行焙烧,最后在真空干燥器中保存。
3.根据权利要求2所述的银钌双金属掺杂石墨烯催化剂在双酚F或1‑苯基‑3‑对硝基苯基‑丙酮的合成过程中作为催化剂的应用,其特征在于,所述步骤( 1) 包括以下步骤:(11)利用酸处理石墨,然后加入二乙酸碘苯进行氧化,得到氧化石墨烯水溶液;
(12)利用超声波震荡氧化石墨烯水溶液至清晰无颗粒;
(13)在氧化石墨烯水溶液中加入二硝基苯肼,并在50 150℃回流,经过滤、烘干即得石~
墨烯。
4.根据权利要求3所述的银钌双金属掺杂石墨烯催化剂在双酚F或1‑苯基‑3‑对硝基苯基‑丙酮的合成过程中作为催化剂的应用,其特征在于,所述步骤( 11) 中石墨和二乙酸碘苯的质量比为6 12 :1。
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5.根据权利要求3所述的银钌双金属掺杂石墨烯催化剂在双酚F或1‑苯基‑3‑对硝基苯基‑丙酮的合成过程中作为催化剂的应用,其特征在于,所述步骤中( 13) 中二硝基苯肼与氧化石墨烯水溶液中的石墨质量比为1 5:6 12。
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6.根据权利要求2所述的银钌双金属掺杂石墨烯催化剂在双酚F或1‑苯基‑3‑对硝基苯基‑丙酮的合成过程中作为催化剂的应用,其特征在于,所述步骤( 2) 中AgBF4和RuCl3的质量比为1:1~1.1,AgBF4和RuCl3在冰浴条件下进行搅拌溶解,AgBF4和石墨烯的质量比为1~3:
5 10。
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7.根据权利要求2所述的银钌双金属掺杂石墨烯催化剂在双酚F或1‑苯基‑3‑对硝基苯基‑丙酮的合成过程中作为催化剂的应用,其特征在于,所述步骤( 4) 中产物在300 500℃~
下焙烧,焙烧4 10h。
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说明书 :
一种银钌双金属掺杂石墨烯催化剂及其制备方法与应用
技术领域
背景技术
脂、聚碳树脂、环氧树脂、以及作为酚醛树脂改性剂和阻燃剂,它们的耐热性、耐湿性、加工
性及注塑浇注性能均超过了以双酚A为原料制成的同类产品。双酚F的衍生产品的优异性
能,使其广泛地应用于电子级环氧树脂、高固体涂料、注塑与浇注特种低黏度树脂、高性能
聚酯树脂和聚碳酸酯的合成,以及酚醛树脂的改性剂和高性能阻燃剂等方面,其产品具有
极大的开发价值和广阔的应用前景。双酚F早在1970年就已经能够制备,但双酚F的合成过
程较为繁琐,一般采用酸性催化剂催化反应,反应过程不易控制,同时副反应所生成的酚醛
树脂较多,导致在合成反应的设计中,使用大比例的苯酚作为原料,从而使得生产成本一直
较高。
发明内容
目的是提供该催化剂的应用。
直径为100~800nm。
烧4~10h。
时,由于“银效应”的因素,在使用含有配阴离子银试剂的时候,特别是在含有另外一种金属
的时候,非常容易快速的生成纳米粒子。
效降低;2、该催化剂能够回收再利用,降低了成本与能耗,具有良好的应用前景;3、催化剂
用于1‑苯基‑3‑对硝基苯基‑丙酮合成中时具有优异的催化性能,产物的化学选择性为
100%,产率大于90%。
附图说明
具体实施方式
即得石墨烯,将1.0g的AgBF4与1.1g的RuCl3溶于10mL乙二醇,在冰浴的条件下搅拌,待固体
全部溶解后,撤去冰浴;加入5g石墨烯,调节混合液pH至7,置于80℃的水热条件下,反应2h;
反应结束后,冷却,离心,洗涤,真空干燥得到产物;将产物在高温马弗炉中焙烧,先升温至
500℃,温度稳定后维持4h,最后在真空干燥器中保存,即得到银钌双金属掺杂石墨烯催化
剂AgRu/石墨烯。图1、图2为AgRu/石墨烯的扫描电镜图,可以看出采用含有配阴离子银试剂
的双金属纳米粒子,颗粒比较均匀,产物中,银、钌纳米颗粒粒径约为500nm,形貌比较美观;
因此,所获得的催化剂有可能会有比较高的催化剂活性。
至120℃,反应时间为8小时。反应结束后将得到的反应液分层,油层为反应粗产品,同时通
过过滤可回收石墨烯负载银钌双金属催化剂。把所得粗产品旋蒸回收溶剂二甲苯、减压蒸
馏回收剩余的苯酚,剩余产品用回收的二甲苯重新结晶一次,即可得到双酚F。双酚F的产率
为67%。
干即得石墨烯,将2.0g的AgBF4与2.2g的RuCl3溶于14mL乙二醇,在冰浴的条件下搅拌,待固
体全部溶解后,撤去冰浴;加入8g石墨烯,调节混合液pH至7,置于80℃的水热条件下,反应
2h;反应结束后,冷却,离心,洗涤,真空干燥得到产物;将产物在高温马弗炉中焙烧,先升温
至400℃,温度稳定后维持6h,最后在真空干燥器中保存,即得到银钌双金属掺杂石墨烯催
化剂AgRu/石墨烯。
至140℃,反应时间为8小时。反应结束后将得到的反应液分层,油层为反应粗产品,同时通
过过滤可回收石墨烯负载银钌双金属催化剂。把所得粗产品旋蒸回收溶剂二甲苯、减压蒸
馏回收剩余的苯酚,剩余产品用回收的二甲苯重新结晶一次,即可得到双酚F。双酚F的产率
为71%。
干即得石墨烯,将3.0g的AgBF4与3.3g的RuCl3溶于20mL乙二醇,在冰浴的条件下搅拌,待固
体全部溶解后,撤去冰浴;加入10g石墨烯,调节混合液pH至11,置于80℃的水热条件下,反
应2h;反应结束后,冷却,离心,洗涤,真空干燥得到产物;将产物在高温马弗炉中焙烧,先升
温至300℃,温度稳定后维持10h,最后在真空干燥器中保存,即得到银钌双金属掺杂石墨烯
催化剂AgRu/石墨烯。
至140℃,反应时间为12小时。反应结束后将得到的反应液分层,油层为反应粗产品,同时通
过过滤可回收石墨烯负载银钌双金属催化剂。把所得粗产品旋蒸回收溶剂二甲苯、减压蒸
馏回收剩余的苯酚,剩余产品用回收的二甲苯重新结晶一次,即可得到双酚F。双酚F的产率
为74%。
干即得石墨烯,将3.0g的AgBF4与3.3g的RuCl3溶于20mL乙二醇,在冰浴的条件下搅拌,待固
体全部溶解后,撤去冰浴;加入10g石墨烯,调节混合液pH至11,置于80℃的水热条件下,反
应2h;反应结束后,冷却,离心,洗涤,真空干燥得到产物;将产物在高温马弗炉中焙烧,先升
温至300℃,温度稳定后维持10h,最后在真空干燥器中保存,即得到银钌双金属掺杂石墨烯
催化剂AgRu/石墨烯。
5.0mL叔戊醇;反应液置于110℃反应48h,产生的溶液用300~400目硅胶柱分离,洗脱液为
1:5的乙酸乙酯/石油醚,旋转蒸发除去溶剂后,即得到对应产物:1‑苯基‑3‑对硝基苯基‑丙
酮,产物选择性为100%,产率:91%。