[发明专利]Cu-Mo双金属纳米复合材料及其应用

说明书

本发明公开了Cu‑Mo双金属纳米复合材料，它是由下述方法制备的：将Cu(NO₃)₂·3H₂O与H₃PMo₁₂O₄₀溶于水；将2‑甲基咪唑溶解于水；混合，搅拌，加热反应1h~5h，得到褐色沉淀；将褐色沉淀离心收集，清洗，得褐色固体；干燥，得到Cu‑Mo双金属纳米复合材料；Cu‑Mo双金属纳米复合材料在催化有机物方面的应用；结果表明催化对硝基苯酚过程中始终漂浮在溶液表面，反应结束后，可直接方便回收，成功进行至少18次催化循环实验后，转化率依旧可以达到97%；催化溴化苄化合物的氰化反应的产物收率高，转率可以达到98%；优点在于：催化降解效果好，易于回收、可循环反应，产物收率高、底物范围广。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及Cu-Mo双金属纳米复合材料及其应用。

背景技术

有机合成中的氰化反应是指在反应分子中引入一个氰基，生成各种氰化物。例如，芳基乙腈是一种重要的氰化物，它是化学研究中常见的结构基序，应用范围相当广泛，是合成羧酸、酰胺、醛和含氮杂环化合物的重要单元，或用于合成的中间体以及各种杂化侧键取代芳烃的官能团的转化等。在过去的几十年里，有机化学家通常使用贵金属作为各种氰化反应的催化剂。由于贵金属催化剂价格昂贵、经常需要额外的配体，并且部分贵金属对氰化物有很高的亲和力，易使催化剂中毒，使反应催化成本更高。因此寻找一种具有易获得、价格低廉和反应条件温和等优点的催化剂，更有利于研究的发展及应用的需要。

对硝基苯酚，是农业和工业制造过程中大量产生的有毒有机污染物之一，其在水介质中具有高溶解度和高稳定性，会对环境和人体健康造成危害。因此，迫切需要将对硝基苯酚转化为更良性的产品。目前，去除环境中硝基苯酚的方法很多，如超声波增强氧化、电化学氧化、催化臭氧氧化、光催化降解等。然而，繁琐的加工步骤和高昂的成本极大地限制了这些方法的实际应用。另一方面，将硝基苯酚催化还原为氨基衍生物是去除环境中有毒硝基化合物的替代和新兴工艺。 还原产物氨基苯酚是一种对环境无毒的化合物，且广泛用作合成解热剂、缓蚀剂、染料和颜料的中间体。 因此，催化还原在还原硝基苯酚方面越来越受到重视。研究表明，硝基苯酚不能在没有催化剂的情况下被还原，因此有必要开发一种合适的、低成本、高效的催化剂。

发明内容

本发明目的是为解决有毒有机污染物的催化剂成本高的问题，而提供一种合适的、低成本、高效的催化剂——Cu-Mo双金属纳米复合材料及其应用。

Cu-Mo双金属纳米复合材料，它是由下述方法制备的：

1）将硝酸铜与H₃PMo₁₂O₄₀的物质的量比为10~100:1溶于10 mL~100 mL水，形成A溶液；

2）将0.01 mol~0.1 mol 2-甲基咪唑溶解于10 mL~100 mL水，形成B溶液；

3）A溶液与B溶液混合，在20℃~200℃下搅拌15 min~30 min，加热反应1~5h，得到褐色沉淀；

4）将步骤3）所述的褐色沉淀离心收集，清洗，得褐色固体；

5）将褐色固体干燥，得到Cu-Mo双金属纳米复合材料；

步骤1）所述的Cu(NO₃)₂·3H₂O与H₃PMo₁₂O₄₀的物质的量比为60~100 :1；步骤2）所述的2-甲基咪唑添加量为0.03~0.1 mol；

步骤3）所述的搅拌，温度为50℃，时间15min，加热反应1h；

步骤5）所述的干燥，是在50~80℃下干燥20~30 h；