[发明专利]一种Ag@SiO2

摘要

本发明涉及一种Ag@SiO2负载介孔磷酸铌催化剂的合成方法及其在制备5‑羟甲基糠醛中的应用，以磷酸氧铌为固体酸源，利用纳米银与磷酸氧铌的协同作用和SiO2与NbOPO4键合作用，将NbOPO4与核壳量子点Ag@SiO2反应，制备出介孔型固体酸催化剂Ag@SiO2‑NbOPO4；并在此基础上以可再生生物资葡萄糖为原料，采用水/γ‑戊内酯双相体系，在最佳制备工艺为：反应温度160℃，反应时间120min，催化剂为Ag@SiO2负载介孔磷酸铌其用量为0.06g、水和戊内酯体积比为5:95及葡萄糖用量0.36mg，该条件下可实现5‑羟甲基糠醛88.23%的收率，效果显著。

主权项

1.一种Ag@SiO₂负载介孔磷酸铌催化剂的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）Ag@SiO₂ 纳米粒子的合成：称取AgNO₃置于二次水中，在20‑25℃条件下溶解均匀后加入PEG 200搅拌15‑25min 得溶液Ⅰ，溶液Ⅰ中AgNO₃、水和PEG 200的比例为（0.8‑0.9）g:200 mL:（78‑82）mL，然后按硼氢化钠和水的比例为（1.1‑1.2）g:200 mL计取硼氢化钠置于二次水中充分溶解后得硼氢化钠溶液，将硼氢化钠溶液缓慢滴加入上述溶液Ⅰ中，边滴加边搅拌，硼氢化钠溶液的滴加量按AgNO₃与硼氢化钠重量比为（0.8‑0.9）:1.135计，待硼氢化钠溶液滴加完毕后于快速搅拌，当溶液pH 值为9.5‑9.7时得纳米银水溶液，按AgNO₃与TEOS的比例为（0.8‑0.9）g: 60mL计缓慢滴加 TEOS于纳米银水溶液中，然后在47‑52℃搅拌1.8‑2.2 h，得到Ag@ SiO₂ 水溶液，室温密封静置待用；（2）磷酸铌溶液的制备：按物质的量为1:（3.9‑4.1）:（2.0‑2.4）来取水合五氧化二铌、酒石酸及磷酸二氢铵的量，将取得的酒石酸加入二次水中溶解完全后再加入水合五氧化二铌，在恒温水浴锅中充分搅拌至溶解完全；磷酸二氢铵加入二次水溶解完全，将上述两种制得的溶液混合均匀得磷酸铌溶液；（3）磷酸铌复合溶液的制备：量取二次水于塑料瓶中，按水与十六烷基三甲基溴化铵的比例为：（10‑15）mL:1.0g计加入十六烷基三甲基溴化铵，然后置于32‑38℃恒温水浴锅中充分搅拌，按步骤（2）中水合五氧化二铌用量与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1.3‑1.4:1计取步骤（2）制得的新鲜磷酸铌溶液滴加至十六烷基三甲基溴化铵溶液中，持续搅拌0.8‑1.2h，得到磷酸铌复合溶液；（4）催化剂的合成：按磷酸铌和Ag@SiO₂物质的量比为1:（0.4‑1）计将步骤（3）制得的磷酸铌复合溶液和步骤（1）制得的Ag@SiO₂水溶液放置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜中并于125‑135℃陈化23‑25h，自然冷却后取出并用去离子水洗涤，然后48‑53℃干燥过夜后，置于马弗炉中580‑620℃焙烧4‑6h， 即制得Ag@SiO₂负载介孔磷酸铌催化剂。