[发明专利]高分散多金属氧酸盐磁性微球催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属负载化多金属氧酸盐催化剂的技术领域，针对多金属氧酸盐作催化剂比表面积小，反应活性位点少，易聚集、易溶于水、难分离回收等缺陷，提供一种高分散多金属氧酸盐磁性微球催化剂及其制备方法和应用。共价键合法将Dawson型磷钨酸盐负载到CS@Fe₃O₄微球上；得到共价负载化Dawson型磷钨酸盐磁性微球P₂W₁₇‑CS@Fe₃O₄‑1；或者：静电结合法将Keggin型及Dawson型磷钨酸盐分别负载到有机修饰的磁性Fe₃O₄微球上，得到负载化Keggin型及Dawson型磷钨酸盐。提高了多金属氧酸盐的分散性和比表面积，提高其的催化氧化活性及四氢噻吩氧化的效率，磁性载体为催化剂分离回收提供了有利条件。

技术领域

本发明属于负载化多金属氧酸盐催化剂的技术领域，具体涉及高分散多金属氧酸盐磁性微球催化剂及其制备方法和应用，采用共价键合法将Dawson型多酸和静电结合法将Keggin型及Dawson型多酸分别负载到有机修饰的磁性微球载体上。

背景技术

多金属氧酸盐（POM），是由早期过渡金属MO_x通过共角、共面和共边组装而成的多氧金属配合簇，并拥有丰富的拓扑结构和组成，决定了其化学性质和物理性质，其中最突出的是催化性质，被广泛应用于催化、医学、材料化学等领域。作为均相催化剂应用于过氧化氢氧化四氢噻吩、苯并噻吩等的脱硫，过氧化氢作为催化氧化反应的氧化剂，唯一的副产物为水，且廉价易得，是绿色的氧化剂。但是，多酸存在比表面积小、活性位点有限，极易溶于水等极性溶剂，不易分离和回收困难等缺点，限制了其应用。因此，在合适的载体上负载化POM，制备负载型催化剂，是解决上述问题的方法之一。

磁性纳米材料作为一种新型前沿材料，因具有特殊的量子尺寸效应、小尺寸效应、及特殊的磁学特性，又因为纳米材料在物理方面具有特殊的稳定性、单分散性、可调控性等都大大拓展了其应用范围，如磁学、生物医学等方面。由于裸露在表面的四氧化三铁磁性纳米粒子的原子活性很高，易产生聚沉现象，因此，对其表面进行有机修饰来降低表面活性，可以避免聚沉现象。

磁性纳米材料一个重要的应用是用于负载催化剂。Fe₃O₄纳米颗粒尺寸小，比表面积大，将催化剂负载在其表面，既能保持催化剂的催化性能，又能够利用其磁性方便催化剂的分离回收和重复利用，同时稳定性也提高。

发明内容