[发明专利]一种钨酸铋-磷酸镧异质结材料的制备方法及其应用有效

专利信息
申请号: 202110306111.5 申请日: 2021-03-23
公开(公告)号: CN113083335B 公开(公告)日: 2022-09-30
发明(设计)人: 韩布兴;翟建新;吴海虹 申请(专利权)人: 华东师范大学
主分类号: B01J27/18 分类号: B01J27/18;B01J37/10;C07C1/32;C07C11/04;C07C11/06
代理公司: 上海蓝迪专利商标事务所(普通合伙) 31215 代理人: 徐筱梅;张翔
地址: 200241 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 钨酸铋 磷酸 镧异质结 材料 制备 方法 及其 应用
【说明书】:

发明公开了一种钨酸铋‑磷酸镧异质结材料的制备方法及其应用,其特点是采用在磷酸镧基础上生长钨酸铋组成通式为Bi2WO6@LaPO4‑x的粉末状异质结材料;将Bi2WO6@LaPO4‑x在光照下,以二氧化碳为气体氛围,乙腈和水为溶剂,烷基叔胺为反应物,可高效地光催化烷基叔胺产生对应烯烃。本发明与现有技术相比具有催化活性高,制备简单、原料易得,生产成本低,用于光催化烷基叔胺制备相应烯烃,收率高,绿色环保,具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种光化学技术领域,尤其是一种钨酸铋-磷酸镧异质结材料的制备方法及其光催化烷基叔胺制备烯烃的应用。

背景技术

叔胺是在自然界中普遍存在的功能化合物,在许多药物、材料和工业化学品中也可以作为氮的来源。 因此,有机合成中C−N键的断裂产生的有机碎片引起了化学家的广泛关注。由于化石燃料的过度消耗,人为碳排放正成为本世纪我们面临的一个基本挑战,如何发展一种新的能源制备方法是很有意义的。烯烃作为一种重要的化学原料,不仅存在于天然产物、药物分子和聚合物材料中,而且是有机反应中重要的合成中间体,可以发生进一步转化。

烯烃的合成方法很多,其中通过对胺类化合物中的C-N断裂来合成烯烃仍然是经典和非常重要的方法之一。常见的反应有Cope消除和Hofmann消除,但都有一定的局限性,需要高温、高压等苛刻反应条件,使用的有机试剂毒性大,容易污染环境。因此,需要发展一种无毒绿色的烯烃制备方法。

光催化由于利用太阳能这一取之不尽的能源具有很明显的简单和经济优势。自1979年以TiO2为基础的开创性工作以来,许多由金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物衍生出来的光催化系统得到了广泛的发展。与单一半导体相比,由两种半导体组成的异质结结构对光电子转移行为有很大的优势。在各种半导体中,Bi2WO6由于其禁带窄(2.58eV)、高稳定性和低成本得到了广泛的研究。然而,Bi2WO6的光催化性能明显受到电子−空穴对的快速复合速率的限制。而磷酸镧(LaPO4)具有较长的载流子寿命和具有较强还原能力的导带,但是其禁带很宽,很难被可见光激发,所以限制了其的研究进展。因此,需要发展一种新的催化剂能够利用两种半导体结合形成异质结的策略来综合利用两者的优势,开发一种合适的半导体复合材料光催化剂用于光催化烷基叔胺制备烯烃。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种钨酸铋-磷酸镧异质结材料的制备方法及其应用,采用在磷酸镧基础上生长钨酸铋组成通式为Bi2WO6@LaPO4-x的粉末状异质结材料,将Bi2WO6@LaPO4-x为催化剂,在光照和二氧化碳气体氛围下,以乙腈和水为溶剂,高效地光催化烷基叔胺制备烯烃的合成反应,收率高,催化剂制备简单、原料易得,生产成本低,催化活性高,绿色环保,具有广泛的应用前景。

本发明的目的是这样实现的:一种钨酸铋-磷酸镧异质结材料的制备方法,其特点是采用磷酸镧与钨酸铋合成通式为Bi2WO6@LaPO4-x的粉末异质结材料,其具体制备包括下述步骤:

a步骤:磷酸镧的制备

将(NH4)2HPO4与La(NO3)3·6H2O和去离子水按1mmol:1~3 mmol:10~30 mL摩尔体积比混合,搅拌成均匀胶体后在25℃温度下恒温1~24小时,反应后自然冷却至室温,用蒸馏水洗涤沉淀物,然后在50~80℃温度下干燥10~24小时,得产物为LaPO4纳米棒粉末。

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