一种核壳结构的聚苯胺包覆酚醛树脂催化剂及其制备方法转让专利
申请号 : CN202110246220.2
文献号 : CN113019447B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 周亮 , 雷菊英 , 蔡燕楠 , 丁宁恺 , 刘勇弟 , 张金龙
申请人 : 华东理工大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种聚苯胺包覆酚醛树脂核壳结构复合材料的制备方法,其特征在于,步骤如下:
1)将间苯二酚、甲醛作为酚醛树脂单体加入到含无水乙醇的水溶液A中混合搅拌,加入氨水作为活性位点引发剂合成球状酚醛树脂;
2)将球状酚醛树脂加入到含无水乙醇的水溶液B中,充分混合后再加入聚苯胺搅拌,在氙灯照射下持续搅拌,得到聚苯胺包覆的酚醛树脂复合材料。
2.根据权利要求1所述的聚苯胺包覆酚醛树脂核壳结构复合材料的制备方法,其中步骤1)具体为:将间苯二酚加入到含无水乙醇的水溶液A中搅拌均匀20min,再缓慢滴入甲醛溶液,混合搅拌1h后,滴入氨水溶液,并将反应体系移至40℃水浴槽内进行恒温搅拌24h,得到球状酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的聚苯胺包覆酚醛树脂核壳结构复合材料的制备方法,其中步骤2)具体为:将一定量的球状酚醛树脂加入到含无水乙醇的水溶液B中均匀搅拌30min,再加入聚苯胺后搅拌10min,然后使用300w的氙灯继续照射,并持续搅拌得到聚苯胺包覆的酚醛树脂核壳结构材料。
4.根据权利要求1所述的聚苯胺包覆酚醛树脂核壳结构复合材料的制备方法,其特征在于:间苯二酚和甲醛的物质的量摩尔比为1:1.5‑1:2.5;甲醛溶液的浓度为36wt%;氨水的浓度为18wt%。
5.根据权利要求1‑4任一项所述的聚苯胺包覆酚醛树脂核壳结构复合材料的制备方法,其特征在于:所述水溶液A中无水乙醇与水的体积比为1:4;所述水溶液B中无水乙醇和水的体积比为1:1。
6.根据权利要求1‑4任一项所述的聚苯胺包覆酚醛树脂核壳结构复合材料的制备方法,其特征在于:酚醛树脂和聚苯胺的质量比为100:1‑10。
7.根据权利要求1‑4任一项所述的聚苯胺包覆酚醛树脂核壳结构复合材料的制备方法,其特征在于:氙灯照射时长为2h,照射波段为全波段。
8.一种聚苯胺包覆酚醛树脂核壳结构复合材料,其特征在于采用权利要求1‑7任一项所述的制备方法制备得到。
9.一种用权利要求1‑7任一项所述制备方法得到的复合材料在光催化再生烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)中的应用;将所述复合材料,加入到石英管内,再加入三乙醇胺溶液,再
2+ +
加入[Cp*Rh(bpy)H2O] 溶液、NAD和pH=7.5的磷酸盐缓 冲液构成反应体系,在室温下超声搅拌混合均匀,在利用300w的氙灯在λ>420nm的可见光下进行照射,光催化再生烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。
说明书 :
一种核壳结构的聚苯胺包覆酚醛树脂催化剂及其制备方法
技术领域
背景技术
因此,构建高效再生NADH体系为反应持续提供电子和氢,可以极大的推进生物催化的工业
化进程。
了光能,在光催化剂表面产生响应,高效产生光生载流子电荷,并分离传递电子达到再生
NADH的作用。这种方法具有方便、高效,无二次污染的特点,属于绿色环保处理技术。合适的
光催化反应剂是该技术的重点。目前,大部分光催化剂大量引用金属,对酶促反应有一定抑
制作用,同时金属对生物的毒害作用不可忽略,而非金属光催化剂再生NADH则鲜见报道。另
外,材料的形貌结构在一定程度上决定了它的催化性能,如材料的电荷吸附性能、分离及催
化等特点都与结构密切相关,将特定的结构形貌引入到光催化再生NADH反应体系中具有重
要的研究意义。
发明内容
表面光沉积聚苯胺物质,即得到聚苯胺包覆酚醛树脂材料的核壳结构催化剂。本发明所述
方法可以通过简单的改变物质的量来改变核壳结构的内核直径以及壳层厚度,制备的核壳
结构聚苯胺包覆酚醛树脂材料具有快速传递电子空穴和特殊的带隙结构,表现出优异的催
化活性。通过将其应用于光催化再生NADH体系,发现高效的再生效率,并以非金属的特性较
之其他昂贵的金属材料,有更低的经济成本和良好的催化活性。
槽内进行恒温搅拌24h,得到球状酚醛树脂。
续搅拌得到聚苯胺包覆的酚醛树脂核壳结构材料。
2+ +
Rh(bpy)H2O] 溶液、NAD和pH=7.5的磷酸盐缓冲液构成反应体系,在室温下超声搅拌混合
均匀,在利用300w的氙灯在λ>420nm的可见光下进行照射,光催化再生烟酰胺腺嘌呤二核
苷酸。
附图说明
具体实施方式
0.2mL,并将其在40℃下搅拌24h,离心洗涤后得到酚醛树脂球;将250mg酚醛树脂球加入到
含20mL水、20mL乙醇的混合溶液捏超声搅拌30min,然后加入2.5mg的聚苯胺搅拌10min,然
后使用300w的氙灯全波段持续搅拌下继续照射2h,最后离心洗涤得到得到RF@PANI‑1。
0.2mL,并将其在40℃下搅拌24h,离心洗涤后得到酚醛树脂球;将250mg酚醛树脂球加入到
含20mL水、20mL乙醇的混合溶液捏超声搅拌30min,然后加入5mg的聚苯胺搅拌10min,然后
使用300w的氙灯全波段持续搅拌下继续照射2h,最后离心洗涤得到得到RF@PANI‑2。
0.2mL,并将其在40℃下搅拌24h,离心洗涤后得到酚醛树脂球;将250mg酚醛树脂球加入到
含20mL水、20mL乙醇的混合溶液捏超声搅拌30min,然后加入7.5mg的聚苯胺搅拌10min,然
后使用300w的氙灯全波段持续搅拌下继续照射2h,最后离心洗涤得到得到RF@PANI‑3。
0.2mL,并将其在40℃下搅拌24h,离心洗涤后得到酚醛树脂球;将250mg酚醛树脂球加入到
含20mL水、20mL乙醇的混合溶液捏超声搅拌30min,然后加入12.5mg的聚苯胺搅拌10min,然
后使用300w的氙灯全波段持续搅拌下继续照射2h,最后离心洗涤得到得到RF@PANI‑5。
0.2mL,并将其在40℃下搅拌24h,离心洗涤后得到酚醛树脂球;将250mg酚醛树脂球加入到
含20mL水、20mL乙醇的混合溶液捏超声搅拌30min,然后加入25mg的聚苯胺搅拌10min,然后
使用300w的氙灯全波段持续搅拌下继续照射2h,最后离心洗涤得到得到RF@PANI‑10。
0.2mL,并将其在40℃下搅拌24h,离心洗涤后得到酚醛树脂球。
入,加入1mL 10mM的[Cp*Rh(bpy)H2O] 溶液、1mM的NAD 和20mLpH=7.5的磷酸盐缓冲液构
成反应体系,在室温下超声搅拌混合均匀20min,在利用300w的氙灯在可见光下(λ>420nm)
进行照射,每间隔一定时间取样置于离心管内离心,取上层清液通过紫外‑可见光漫反射光
+
谱测试其吸光度。与原始NAD溶液的吸光度的比值对应NADH的再生。
接近,负载了PANI的RF@PANI中也仅能观察到近似的峰型。
1613,1445,1227cm 处较与RF的醌型单元、苯环等结构都得以保留,而RF@PANI在出现了
‑1 ‑1
PANI特有的2100cm 特征峰,以及在577cm 出峰的质子化胺基。证明了PANI在RF表面的存
在。
实施例5中均能看出不同厚度的聚苯胺的包覆核壳结构。
NADH的再生活性,其中原因可能是壳层太厚而致使酚醛树脂内核不能很好的被光激发响应
产生电子。相比较商品化聚苯胺以及不同厚度的RF@PANI,RF@PANI‑2的再生效率表现出明
显的优势。
度的进一步减弱,表明光生电子和空穴的复合几率大大降低。
应体系中pH值约为7‑9,这样的环境下,有利于RF@PANI‑2表面呈现负电荷,而静电吸附NAD+
进行再生反应NADH反应,具有明显的反应优势。