[发明专利]一种碳载H2

说明书

本发明提出一种能够提供额外空配位点的WO_x基异相催化剂，这种能够提供额外空的配位点的WO_x基异相催化剂为H₂O‑WO_x@C。催化烯烃环氧化反应时，配位H₂O会从WO_x脱落并留下一个未被占据的配位点，以提高催化活性，催化反应完成后，空配位活性位点将重新恢复为H₂O‑WO_x@C，以此提高催化剂的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种碳载H₂O-WO_x纳米颗粒复合结构及其制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

目前，氧化钨纳米材料的制备已经取得了重大进展，各种制备方法层出不穷，如气相沉积法、激光热解法、磁控溅射法、溶胶-凝胶法、水热/溶剂热法、模板法、超声化学法等。在所制备的氧化钨纳米材料样品的形貌上，零维量子点、一维纳米棒和纳米线、二维纳米片、三维纳米花和空心微球等纳米结构也均有所报道。但是，这些氧化钨纳米材料的合成方法合成条件一般较为苛刻，这不利于纳米级氧化钨材料的大规模生产。

与此同时，环氧化合物在医药、材料、化工等领域具有重要的应用价值。目前合成环氧化合物的方法是利用催化剂并在氧化剂存在的条件下将烯烃氧化为相应的环氧化合物。基于环保等因素的考量，人们越来越倾向于使用双氧水作为氧化剂，因其氧化后最终产物为水。而催化剂的选择一般集中在如钼、钨、钛、铌等前过渡金属上。我国钨矿资源丰富，且钨基催化剂对烯烃环氧化的效果较为出众，因此被广泛研究。出于充分的利用钨的电子亲和性的需要，一个合理的钨基催化剂至少需要暴露出一个可被调控的空配位点。目前已知的全部有空配位点的钨基催化剂，均具有较强的水解倾向。一旦遇到水或潮湿空气，就会发生水解，原本具有空配位点的钨基催化剂会立即水解生成WO₃。遗憾的是，三氧化钨作为氧化钨物种中最稳定的一类物质，钨的全部配位点均被桥氧占据，并未留下任何空配位点用于催化反应。尽管WO₃也具有一定的烯烃环氧化催化性能，但是其催化能力仅仅来源于WO₃自身的酸碱性，如果想提高WO₃的催化活性，较为可行的方法是尽可能将WO₃纳米颗粒做小并且将其负载在具有协同催化作用的基底上。但是，这种方案并未改变WO₃中钨原子没有空的活性位点的事实，从而大大限制了其催化活性。

本发明提供了一种能够提供额外空的配位点的WO_x基异相催化剂，首先将金属W负载在C上即形成W@C，将负载在C上的金属W氧化形成水配位的碳载氧化钨H₂O-WO_x@C。 H₂O-WO_X@C作为催化剂催化烯烃环氧化反应时，配位H₂O会从WO_x脱落并留下一个未被占据的配位点，以提高催化活性。催化完成后，空配位活性位点又可以与水分子重新结合，变回H₂O-WO_x@C，从而使得催化剂稳定性大幅提高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够提供额外空的配位点的WO_x基异相催化剂，这种能够提供额外空的配位点的WO_x基异相催化剂为H₂O-WO_x@C。催化烯烃环氧化反应时，配位H₂O 会从WO_x脱落并留下一个未被占据的配位点，以提高催化活性。催化过程结束后，该空配位活性位点将重新恢复为H₂O-WO_x@C，以提高催化剂的稳定性。

本发明提供的能够提供额外空的配位点的WO_x基异相催化剂为H₂O-WO_x@C的制备方法，其特征在于，首先将金属W负载在C上即形成W@C，将负载在C上的金属W氧化形成水配位的碳载氧化钨H₂O-WO_x@C。