[发明专利]一种表面化学接枝的氧化石墨烯负载型钼催化剂及制备与应用

说明书

本发明属于有机化学与材料化学交叉领域，具体涉及一种表面化学枝的氧化石墨烯负载型钼催化剂及其制备方法和在催化烯烃环氧化或硫选择性氧化反应中的应用。本发明通过表面化学接枝方式获得氧化石墨负载的钼催化剂，并将其应用于烯烃环氧化或硫醚选择性氧化反应中，验表明该催化剂具有较强的催化活性，对烯烃和硫醚具有宽泛的底物适性，且该催化剂化学稳定性强，循环催化后，在催化性能、外观和金属含量和分布上均无明显变化，可重复使用，完全符合当前倡导的绿色发理念。

技术领域

本发明属于有机化学与材料化学交叉领域，具体涉及一种表面化学接枝的氧化石墨烯负载型钼催化剂及其制备方法和在催化烯烃环氧化或硫醚选择性氧化反应中的应用。

背景技术

氧化石墨烯是石墨烯经氧化得到的碳材料，其在保持石墨烯优良性质的同时，又引入了丰富的官能团，使得结构层次更分明，热稳定性和机械延展性更强，这引起了研究者的广泛关注，并将其作为载体应用于非均相催化剂。

过渡金属催化剂具有高催化活性和高选择性，近些年来受到了研究者的广泛关注，特别是金属钼廉价易得，含量丰富，钼类化合物更是具有独特的结构特征和优异的催化性质，在多项催化领域都发挥着重要作用。

比较成熟的工业合成环氧化物和亚砜的手段主要是以过氧酸为氧化剂对烯烃和硫醚进行选择性氧化，但是该过程产生大量废酸，难控制，易生成副产物，所以开发环境友好型、高选择性、易于分离回收的催化氧化策略，一直是研究的重点和挑战。

发明内容

本发明目的提供一种表面化学接枝的氧化石墨烯负载型钼催化剂及其制备方法和在催化烯烃环氧化或硫醚选择性氧化反应中的应用。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种表面化学接枝的氧化石墨烯负载型钼催化剂的制备方法，以氨基官能团化的氧化石墨烯为载体，使其与磷钼酸通过离子键合方式，形成静电相互作用，获得表面化学接枝的氧化石墨烯负载型钼催化剂。

所述载体为以聚酰胺树枝状大分子(PAMAM-G1)作为氨基连接体使氧化石墨烯氨基官能团化，待用。

所述载体为以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为催化剂，通过EDCI和NHS催化活化氧化石墨烯上的羧基，然后与氨基连接体的氨基进行缩合，得到官能团化的氧化石墨烯。

具体的说：

(1)将聚酰胺树枝状大分子(PAMAM-G1)作为氨基连接体，以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为催化剂，以水为媒介，室温下催化其与氧化石墨烯发生酰胺化反应，反应结束后，离心固液分离、收集固体，得到表面氨基官能团化的氧化石墨烯。

(2)将步骤(1)所得的氨基官能团化的氧化石墨烯作为负载体，以Keggin型磷钼酸为钼复合物，以水为媒介，室温下反应，通过离子键合作用得到表面树枝状大分子化学接枝的氧化石墨烯负载型钼催化剂。

步骤(1)中聚酰胺树枝状大分子、氧化石墨烯和催化剂EDCI、NHS的质量比为1～2.5:1:0.15～0.25:0.05～0.1；

步骤(2)中氨基官能团化的氧化石墨烯与磷钼酸的质量比为1:1～3。

更进一步的说：