[发明专利]含银多酸基金属有机框架晶态材料及其合成方法和应用以及环烯烃的催化氧化方法

说明书

本发明涉及催化材料领域，公开了一种含银多酸基金属有机框架晶态材料，其中，所述含银多酸基金属有机框架晶态材料的化学式为：Ag₈(mttz)₄(H₂O)_X[PM₁₂O₄₀]·(H₂O)_y；式中：mttz为5‑(甲巯基)‑1H‑四氮唑；M为钨或钼中的一种；M为钨时，x＝1，y＝1；M为钼时，x＝1，y＝0。本发明还公开了所述含银多酸基金属有机框架晶态材料的合成方法及其应用以及一种环烯烃的催化氧化方法。由本发明提供的基于POM的含银多酸基金属有机框架晶态材料作为催化剂对顺式环辛烯的选择性氧化显示出高效活性。

技术领域

本发明涉及催化材料领域，具体涉及一种含银多酸基金属有机框架晶态材料及其合成方法和应用以及环烯烃的催化氧化方法。

背景技术

由于光催化技术具有较好的选择性且反应条件较为温和，使得光催化技术成为全球研究的热点，在能源开发和环境治理等方面受到越来越多人的高度关注。

目前，烯烃的环氧化是众多化学品生产和工业应用的重要途径。例如，用于合成药物、杀虫剂和聚酯的顺式环辛烯的选择性氧化。顺式环辛烯的选择性氧化通常比较困难，特别是在催化条件下，这是因为顺式环辛烯的氧化产物不是单一产物，可能的产物包括环氧环辛烷、2-环辛烯酮和1,2-环辛二醇。为了开发催化体系，已经报道了多种用于顺式环辛烯的选择性环氧化的方法。然而，在顺式环辛烯催化氧化反应过程中设计高选择性、高收率的催化剂仍然是一个很大的挑战。为了寻求光催化剂的高活性，到目前为止，已经对各种各样的催化剂进行了研究。值得一提的是，贵金属纳米粒子，如Pt、Pd、Au等；半导体金属氧化物，如TiO₂、ZnO、SnO₂、WO₃等；碳纳米粒子和硅纳米粒子以及金属有机骨架材料。基于多酸(polyoxometalates,POMs)的配位聚合物，已被广泛研究作为光催化剂。具体而言，基于POM的配位聚合物作为非均相催化剂已经引起了重大的关注，并已经得到了显着的发展。但如何选择合适的金属和有机配体来构筑高选择性、热稳定性和高光催化活性的POM基光催化剂，仍然是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的含银多酸基金属有机框架晶态材料及其合成方法和应用，以及一种环烯烃的催化氧化方法。所述含银多酸基金属有机框架晶态材料作为催化剂，在较温和的条件下对环烯烃的选择性氧化具有优异的催化性能，如顺式环辛烯催化氧化为环氧化环辛烷的选择性较高，在可见光的照射下，本发明提供的所述含银多酸基金属有机框架晶态材料亦可作为光催化剂，表现出对顺式环辛烯的高转化率以及环氧环辛烷的高选择性。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种含银多酸基金属有机框架晶态材料，其中，所述含银多酸基金属有机框架晶态材料的化学式为：

Ag₈(mttz)₄(H₂O)_x[PM₁₂O₄₀]·(H₂O)_y

式中：mttz为5-(甲巯基)-1H-四氮唑；M为钨或钼中的一种；M为钨时，x＝1，y＝1；M为钼时，x＝1，y＝0。

优选地，所述含银多酸基金属有机框架晶态材料的晶系为单斜晶；

M为钨时，所述含银多酸基金属有机框架晶态材料空间群为P2(1)/c，单胞参数为β＝116.967(2)^o，Z＝2；

M为钼时，所述含银多酸基金属有机框架晶态材料空间群为C2/c，单胞参数为β＝106.567(4)^o，Z＝4。

优选地，所述含银多酸基金属有机框架晶态材料，在吸收峰为300-650nm的吸光度为0.6-0.8Abs，更优选为0.6Abs。