[发明专利]一种高效生产苯甲醛的纳米分子筛微反应器及制备方法

权利要求书

1.一种生产苯甲醛的纳米分子筛微反应器的制备方法，包括如下步骤：

（1）首先选用柔性透明二氧化硅管为微反应器；

（2）将步骤（1）的柔性透明二氧化硅管与微量注射器和微量进给泵进行连接，将羧基乙基硅烷三醇钠泵入二氧化硅管进行沉积，反应结束后将柔性透明二氧化硅管清洗干净干燥备用；

（3）选用贵金属前驱体、硝酸银和柠檬酸三钠溶液在沸腾的超纯水中制得纳米贵金属胶体；所述的贵金属前驱体包括氯金酸、氯铂酸、氯铱酸中的一种或几种；

（4）a)选用纳米分子筛，记为纳米分子筛-Ⅰ，与纯二氯甲烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷混合得到改性的纳米分子筛，记为纳米分子筛-Ⅱ；b)然后将步骤（3）得到的纳米贵金属胶体与a)得到的纳米分子筛-Ⅱ与超纯水混合，离心清洗干燥后得到贵金属-纳米分子筛催化剂粉末；c)最后将b)得到的贵金属-纳米分子筛粉末与无水甲苯、3-氨基丙基三乙氧基硅烷混合并持续磁力搅拌，反应结束后离心清洗、干燥，得到改性纳米分子筛粉末，记为纳米分子筛-Ⅲ粉末；

（5）将步骤（4）得到的纳米分子筛-Ⅲ粉末与超纯水混合制成悬浊液，在磁力搅拌下使用进给泵将悬浊液注入步骤（2）得到的柔性透明二氧化硅管内，在管壁上沉积催化剂；沉积结束后对样品进行清洗、干燥，得到生产苯甲醛的纳米分子筛微反应器；所述的生产苯甲醛的纳米分子筛微反应器，其特征在于，包含柔性透明二氧化硅管微反应器以及在其通道内壁沉积的纳米贵金属负载的纳米分子筛。

2.根据权利要求1所述的生产苯甲醛的纳米分子筛微反应器的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）的柔性透明二氧化硅管微反应器，微反应器长度在10~50 cm，内径为100~500μm，外径为600~1200 μm。

3.根据权利要求1所述的生产苯甲醛的纳米分子筛微反应器的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的在柔性透明二氧化硅管内壁进行羧基乙基硅烷三醇钠沉积，包括以下步骤：首先将进给泵、注射器与柔性透明二氧化硅管连接好，将浓度为0.1~3 vol.%稀盐酸注入柔性透明二氧化硅管，进给时间1~4 h；待达到所需时间后，使用去离子水清洗柔性透明二氧化硅管内壁；随后，将羧基乙基硅烷三醇钠水溶液注入到柔性透明二氧化硅管，其反应条件为羧基乙基硅烷三醇钠的浓度为30~80 vol.%，注入时间为10~16 h；最后清洗并加热沉积完后的柔性透明二氧化硅管，加热温度为60~120 °C，结束加热后备用。

4.根据权利要求1所述的生产苯甲醛的纳米分子筛微反应器的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）的纳米贵金属胶体的制备方法，包括以下步骤：首先，提供贵金属前驱体溶液、硝酸银溶液、柠檬酸三钠溶液；然后，将0.5~3 mL的贵金属前驱体溶液、300~600 μL硝酸银溶液和0.5~3 mL的柠檬酸三钠溶液混合；最后，在三口烧瓶中通过130~170 °C油浴加热三口烧瓶中超纯水至沸腾后，立即注入贵金属前驱体/硝酸银/柠檬酸三钠的混合液并对其继续加热30~60 min，此过程期间使用磁力搅拌烧瓶中的溶液，转速为1000~2000 rpm，反应结束后冷却至室温，得到纳米贵金属胶体。

5.根据权利要求1所述的生产苯甲醛的纳米分子筛微反应器的制备方法，其特征在于，所述的步骤（5）中的柔性透明二氧化硅管内壁内催化剂的沉积的实验过程，包括以下步骤：首先，取出步骤（2）中得到的改性柔性透明二氧化硅管；取20~100 mg步骤（4）中得到的纳米分子筛-Ⅲ与10~50 mL超纯水混合形成悬浊液，将悬浊液加入到注射器中；然后在磁力搅拌作用下将悬浊液泵入柔性透明二氧化硅管，时间为8~16 h；沉积结束后，将去离子水注入二氧化硅管进行清洗，随后将样品移至80 °C干燥箱彻底干燥。

6.根据权利要求4所述的生产苯甲醛的纳米分子筛微反应器的制备方法，其特征在于采用的贵金属前驱体溶液、硝酸银溶液、柠檬酸三钠溶液的浓度分别为0.1~15 wt.%、0.01~1 wt.%、1~30 wt.%。