[发明专利]一种四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌/多壁碳纳米管复合催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种四取代3‑(二乙氨基)苯氧基酞菁锌/多壁碳纳米管复合催化剂的制备方法，包括步骤：多壁碳纳米管的预处理，四取代3‑(二乙氨基)苯氧基酞菁锌的制备和四取代3‑(二乙氨基)苯氧基酞菁锌/多壁碳纳米管复合催化剂的制备。本发明的有益效果是：复合催化剂制备工艺简单，成本低且纯度高；实现了对苯乙烯的高效催化，其催化活性要明显好于四取代3‑(二乙氨基)苯氧基酞菁锌颗粒，可应用于工业中苯乙烯的催化。

技术领域

本发明具体涉及一种四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌/多壁碳纳米管复合催化剂的制备方法。

背景技术

酞菁具有独特的共轭大环系统，符合Hückel规则和优异的化学稳定性。因此，已发现酞菁及其衍生物在氧化催化，气体敏化剂，太阳能电池功能材料，自组装性能和光动力疗法中具有广泛的应用范围。然而，酞菁的主要缺点是它们在催化氧化过程中容易聚合形成二聚体，这对催化氧化的效率有影响，导致催化活性显着降低。一些研究人员表示，由于高表面积和优异的电子特性，多壁碳纳米管（MWCNTs）的引入可以增加催化活性位点并提高催化活性。另一方面，由于MWCNTs的化学键合仅通过类似于石墨的sp2键，MWCNTs的高水平电子迁移率和电导率使它们可用作大环有机催化剂的载体，如金属卟啉和金属酞菁 (MPcs)。运用超声浸渍法将酞菁固定在MWCNTs表面有效地阻止了酞菁的聚集，从而增强了酞菁的催化活性。它为设计和开发具有独特催化性能的复合材料开辟了新的机遇。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌/多壁碳纳米管复合催化剂及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌/多壁碳纳米管复合催化剂，由四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌和多壁碳纳米管复合而成，四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌结构式如下：

本发明所述的一种四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌/多壁碳纳米管复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1) 多壁碳纳米管的预处理

称取多壁碳纳米管，放入三口烧瓶中，加入50~70 wt %的浓硝酸，120~150℃加热搅拌8~10 h，反应结束后冷却，用水洗至中性；

(2) 3-(二乙氨基)苯氧基邻苯二腈的制备

将3-硝基邻苯二腈和3-二乙氨基酚倒入烧瓶，，室温下搅拌72 h，并分批加入K₂CO₃，反应结束后冷却，倒入去离子水中，过滤，用去离子水洗涤，取滤饼烘干，得到纯的棕色产物；

(3) 四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌的制备

将3-(二乙氨基)苯氧基邻苯二腈、二水合乙酸锌、催化剂1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯和溶剂正戊醇加入反应容器，在氮气保护下加热搅拌，回流冷凝，150℃反应4 h，冷却静置到室温，抽滤，洗涤，烘干，得到粗品，通过柱层析进行纯化；

(4) 四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌/多壁碳纳米管催化剂的制备

将四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌和多壁碳纳米管加入乙醇溶液中，超声负载2~6h，得到四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌/多壁碳纳米管复合催化剂的制备。

(5) 苯乙烯催化反应

将所制备的四取代3-(二乙氨基)苯氧基酞菁锌/多壁碳纳米管催化剂进行苯乙烯催化实验，以测试其催化活性。

将锌酞菁复合催化剂，溶剂N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)，氧化剂 (TBHP)，苯乙烯加入反应管内，80℃反应6 h,冷却至室温，过滤稀释，使用气相色谱进行分析。