[发明专利]一种光催化制备2,5-呋喃二甲酸的催化剂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种光催化制备2,5-呋喃二甲酸的催化剂,其特征在于催化剂包括载体和活性金属组分，按最终催化剂重量计，活性金属组分的质量分数为1%-20%，其余为载体；所述的载体为石墨烯、碳化硅、氧化铝、二氧化硅、活性炭或者氮化碳中的一种；所述的活性金属组分为金、钯、铂、银、钌、铑中的一种或两种；

所述光催化制备2,5-呋喃二甲酸的催化剂的制备方法,包括如下步骤：

将含有活性组分的可溶性金属盐配置成水溶液，按催化剂组成比例，将催化剂载体与可溶性金属盐溶液混合后，转移至反应釜中，加去离子水至水与催化剂载体的质量比为30-90：1，在150-220^oC下反应5-15 h，待自然冷却后分别用水和无水乙醇各洗涤三次，在60-100^oC下干燥10-24 h，最后将其置于管式炉中，在H₂/Ar气氛中还原4-8h，其中H₂的体积分数为5-10%，气体流速为5-15mL/min，还原温度为300-500^oC。

2.如权利要求1所述的一种光催化制备2,5-呋喃二甲酸的催化剂,其特征在于所述的活性金属的粒径小于50纳米。

3.如权利要求1所述的一种光催化制备2,5-呋喃二甲酸的催化剂,其特征在于所述含有活性组分的可溶性金属盐为：HAuCl₄、Pd(NO₃)₂·2H₂O、 H₂PtCl₆·6H₂O、AgNO₃、RuCl₃或RhCl₃。

4.如权利要求1所述的一种光催化制备2,5-呋喃二甲酸的催化剂,其特征在于可溶性金属盐水溶液的浓度为0.01-0.1 mol/L。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种光催化制备2,5-呋喃二甲酸的催化剂的应用,其特征在于包括如下步骤：

（1）按照5-羟甲基糠醛与溶剂质量比3-12：1，将5-羟甲基糠醛与溶剂混合后加入催化剂，其中 5-羟甲基糠醛与催化剂中金属活性组分的摩尔比为5-200：1，形成悬浮液，然后转移至带有石英窗口的密闭反应釜中；

（2）将反应釜密封并用氧气吹洗后，充入氧气，其中5-羟甲基糠醛与氧气的摩尔比为0.01-0.1：1；

（3）在搅拌条件下，加热反应体系至60-200 ^oC，在强度为0.01-5 W/cm²的光照下进行反应0.5-12h。

6.如权利要求5所述的一种光催化制备2,5-呋喃二甲酸的催化剂的应用,其特征在于所述的溶剂是蒸馏水或去离子水。

7.如权利要求5所述的一种光催化制备2,5-呋喃二甲酸的催化剂的应用,其特征在于所述的光照是太阳光直接照射或者模拟太阳光的人工光源照射。