[发明专利]一种光催化苯甲醇氧化催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种光催化苯甲醇氧化催化剂的制备方法及在光催化苯甲醇无溶剂氧化制备苯甲醛中的应用，所述纳米线催化剂是以Pd为活性中心，以H₂Ti₃O₇纳米线为载体负载获得的，Pd质量负载量为0.1～5％；本发明首次将一维H₂Ti₃O₇纳米线负载的Pd催化剂用在光催化苯甲醇无溶剂液相氧化制备苯甲醛的反应中，可同时获得较高的苯甲醛收率(52.7％)和较高的苯甲醇转换频率(1771h^‑1)，表现出高活性和易于回收利用等特点。该方法具有成本低、操作简单、绿色环保的特点。

技术领域

本发明涉及一种Pd/H₂Ti₃O₇纳米线催化剂，尤其是涉及一种用于光催化苯甲醇氧化制备苯甲醛的H₂Ti₃O₇纳米线负载Pd催化剂及其制备方法。

背景技术

苯甲醛，俗称苦杏仁油，是一种用途十分广泛的有机合成中间物质和化工产品，其作为数量上是世界第二大香料，广泛应用于化妆品，烟草，食品等方面。半导体光催化氧化技术可用于废水处理，光催化分解水产氢气，以及光催化还原CO₂等研究，同样也可用于光催化制备有机化合物，如光催化苯甲醇氧化制备苯甲醛。目前用于光催化苯甲醇氧化的半导体催化材料有CeO₂(J Am Chem Soc 2012,134,14526-14533)，CdS(Acs Appl MaterInter 2015,7,13849-13858)，Bi₄O₅Br₂(Appl Catal B-Environ)，和TiO₂(J Am Chem Soc2008,130,1568-1570)等半导体纳米材料。与粉末纳米材料相比较，一维半导体纳米材料具有极大的纵横比和相当高的电子移动速率，因此其可表现出较高光催化性能(Nanoscale2014,7,209-217)。

本发明利用一维H₂Ti₃O₇纳米线作为半导体材料制备Pd/H₂Ti₃O₇纳米线催化剂，并用于无溶剂光催化苯甲醇氧化制备苯甲醛。早期光催化苯甲醇氧化主要是在溶剂中(如，水(Rsc Adv 2013,3,7215-7218)、甲苯(Nanoscale 2014,7,209-217)、三氟甲苯(AppliedCatalysis B:Environmental 2017,210,352-367)和乙腈(J Catal 2010,274,76-83))进行反应的。而关于H₂Ti₃O₇纳米线负载Pd催化剂的无溶剂光催化氧化苯甲醇制备苯甲醛的研究未见相关报道。

发明内容

本发明旨在提供一种Pd/H₂Ti₃O₇纳米线光催化剂的制备方法，并用于光催化苯甲醇无溶剂氧化制备苯甲醛，具有高活性、高选择性和易于回收利用等特点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种用于光催化苯甲醇氧化的Pd/H₂Ti₃O₇纳米线催化剂，所述纳米线催化剂是以Pd为活性中心，以H₂Ti₃O₇纳米线为载体负载获得的，Pd质量负载量为0.1～5％，优选所述Pd质量负载量为1％。所述H₂Ti₃O₇纳米线直径30～200nm，长度10～60μm，BET比表面积20-60m²·g^-1。