[发明专利]一种固体硅基Anderson型含钼杂多酸催化剂及其应用

说明书

本发明公开了一种固体硅基Anderson型含钼杂多酸催化剂及其应用。其制备步骤为将硅质多孔材料和胺基官能团偶联剂加入pH为3~4的稀酸溶液中，室温下磁力搅拌12~24h，加入Anderson型含钼杂多酸、表面活性剂，超声震荡0.5~1h，移入水热反应釜中，利用程序升温的烘箱，将反应温度在0.5~1h内由室温升至150~180℃，保持该温度48~72h，而后自然降温至室温，分别用超纯水和乙醇冲洗数次，过滤，干燥10~12h。本发明所述的催化剂能够在非均相条件下高效催化过氧化氢氧化碘离子生成碘单质，反应条件温和，过氧化氢利用率高，环境友好无污染，无过氧化，热稳定性好，可以重复循环使用多次，易回收利用。

技术领域

本发明属于催化领域，具体涉及一种固体硅基Anderson型含钼杂多酸催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

碘是一种重要的化工原料，在医药、农业、染料、冶金、合成橡胶、国防科技等尖端技术有着广泛的用途。随着碘资源应用领域的不断拓展，全球碘的需求也日趋强劲。目前世界上碘的来源主要有硝石、海藻、地下卤水以及海相沉积磷矿石。这些碘源的普遍特点就是含碘当量很低，致使碘离子氧化为碘单质的速率很慢，提取率低，生产成本高。尽管可以通过离子交换法、沉淀法等来回收碘，但采用氧化剂将碘离子氧化成碘单质，然后在将碘单质进行收集的方法，相对来说，成本更加低廉。能够将碘离子氧化的氧化剂有很多种，但是必须注意的是，碘离子很容易被氧化成碘酸等更高价态，需要将碘酸再次还原成碘单质。比如公告号为CN103183320A的中国发明专利，公开了“一种回收碘的方法”，其采用次氯酸钠对废液中的无机碘进行氧化，再采用强碱性阴离子交换树脂对这部分碘进行富集回收，然后再将碘酸根离子一步还原为碘单质，增加了工艺的复杂性，同时氯酸盐的引入产生了氯离子，产生挥发性盐酸腐蚀设备，达不到绿色环保的要求。

过氧化氢是一种绿色氧化剂，其氧化产物是水，同时过氧化氢氧化性适中，可以将碘离子氧化到碘单质，而不会氧化到更高价态，亦可避免环境污染替代其他氧化剂在制碘工业中得到广泛的应用。但依然存在着氧化速率慢的问题，尤其在碘源中的碘的当量比较低时，需要很长的工艺时长才能获得一定质量的碘，造成碘回收成本高且产率有限。因此采用催化剂提高过氧化氢氧化碘离子的氧化速率是解决这一问题的关键。但目前使用的催化剂的催化效率均比较低，回收差，成本高。比如陈肖虎等将硫酸作为催化剂对碘氧化回收具有一定的催化作用，但氧化速率并没有明显的提高。

多酸或多酸阴离子作为一类重要的无机金属化合物，拥有丰富的物理和化学性质，在催化、材料以及生物医药领域得到了广泛的应用。Anderson 型结构是多酸家族中结构较小的一类，由六个共平面的MoO₆或 WO₆八面体共边连接成一个封闭的类似环形的平面，杂原子位于环形中央的八面体空穴中。由于具有较高的 D_3d对称性，Anderson 型的杂多酸和硅质多孔材料间通过有机官能团偶联剂形成比较稳定的结构，产生高效的非均相催化材料。本发明提出了一种固体硅基Anderson型含钼杂多酸催化过氧化氢氧化碘离子，催化效率高，循环性能好，易于回收。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种用于碘回收的固体硅基Anderson型含钼杂多酸催化剂。

一种用于碘回收的固体硅基Anderson型含钼杂多酸催化剂，其制备方法为：将硅质多孔材料和胺基官能团偶联剂加入pH为3~4的稀酸溶液中，加入Anderson型含钼杂多酸、表面活性剂，室温下磁力搅拌12 ~24h，超声震荡0.5~1h，移入水热反应釜中，利用程序升温的烘箱，将反应温度在0.5~1h内由室温升至150~180℃，保持该温度48~72h，而后自然降温至室温，分别用超纯水和乙醇冲洗数次，过滤，干燥10~12h。

所述的硅质多孔材料，为二氧化硅、硅藻土、膨润土中的一种。

所述的Anderson型含钼杂多酸为Anderson型铁钼杂多酸和Anderson型锌钼杂多酸中的一种。