[发明专利]SiO2-介孔TiO2空心微球封装纳米金环己烷氧化催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种SiO₂-介孔TiO₂空心微球封装纳米金环己烷氧化催化剂，其特征在于：以SiO₂为核，介孔TiO₂为壳层形成杂化空心微球结构，纳米金封装于核壳空心微球内，结构式为POM-Au(0)/SiO₂m-TiO₂。

2.按权利要求1所述的SiO₂-介孔TiO₂空心微球封装纳米金环己烷氧化催化剂，其特征在于所述杂多酸盐为磷钨、硅钨、铝钨杂多酸钾盐中的一种，通式为K_12-nXⁿ⁺W₁₁O₃₉，Xⁿ⁺为P⁵⁺，Si⁴⁺，Al³⁺中的一种。

3.按权利要求1所述的SiO₂-介孔TiO₂空心微球封装纳米金环己烷氧化催化剂，其特征在于所述的纳米金含量为载体质量的0.5~1.3%，纳米金粒径为5-7nm。

4.按权利要求1所述的SiO₂-介孔TiO₂空心微球封装纳米金环己烷氧化催化剂，其特征在于所述的纳米金和杂多酸盐摩尔比为5:1。

5.按权利要求1所述的SiO₂-介孔TiO₂空心微球封装纳米金环己烷氧化催化剂，其特征在于所述的SiO₂-介孔TiO₂杂化空心微球，介孔TiO₂层的介孔为5.8nm，Si/Ti摩尔比为5:1~15:1。

6.一种SiO₂-介孔TiO₂空心微球封装纳米金环己烷氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1）葡萄糖和水按1:5质量比，加入聚四氟乙烯内衬的水热釜中，180℃水热8-20h，经离心并用乙醇反复洗涤至离心上清液为无色，分离溶液后得到碳微球；碳微球分散于乙醇中，加入氨水（28%质量浓度）搅拌2小时，然后加入硅酸四乙酯形成悬浮液，室温下搅拌12h，悬浮液中碳微球:硅酸四乙酯:氨水:乙醇的质量比为4.2:1:2:40；反应结束后，离心分离固体，得到CSiO₂微球；

2）将CSiO₂，γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）和乙醇按1:2.2:32的质量比混合形成分散液，40℃下搅拌20h，离心分离固体并用乙醇洗涤三次，60℃下干燥10h得氨基修饰CSiO₂微球：CSiO₂-NH₂；

3）将杂多酸钾盐(POM)溶于水中形成1mM浓度的溶液，NaAuCl₄溶于水中形成10mM浓度的溶液，将杂多酸钾盐溶液，NaAuCl₄溶液和水按1:5:14的体积比混合形成混合液；然后按混合液体积的15%加入0.1M浓度的NaBH₄水溶液，搅拌10min，得到杂多酸盐-纳米金溶液POM-Au(0)；

4）将水和POM-Au(0)溶液按3.2:1~0.6:1的体积比混合形成POM-Au(0)稀释溶液，按POM-Au(0)稀释溶液质量的3.67%加入CSiO₂-NH₂微球，40℃下搅拌20h，离心分离固体后，60℃下干燥10h得CSiO₂-NH₂-POM-Au(0)；CSiO₂-NH₂-POM-Au(0)和尿素分散于乙醇中，搅拌使尿素溶解，然后加入钛酸四丁酯，PEG-2000和醋酸形成悬浮液，悬浮液中CSiO2-NH2-POM-Au(0)，尿素，钛酸四丁酯，PEG-2000，醋酸和乙醇的质量比为1:0.167~0.501:0.058~0.175:0.005~0.015:0.003~0.012:53.3;悬浮液搅拌30min后转移至水热釜中，180℃下水热12h；冷却后收集固体，80℃下干燥10h，然后400℃下煅烧5h，得催化剂POM-Au(0)/SiO₂m-TiO₂。