具体技术细节
[0004] 本发明的目的是探索一种高光催化性能的复合催化剂,可以在温和条件下实现高选择性的芳香烃氰化。
[0005] 本发明采用的技术方案为:一种AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂的制备方法,将CsBr、BiBr3和AgI三种卤盐同时溶于DMSO溶剂中,搅拌至完全溶解后,滴加到异丙醇中,边加边搅拌,得到黄色的沉淀,沉淀用异丙醇离心洗涤后,干燥得到AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂,控制CsBr与BiBr3的摩尔比在3:2附近,方能形成Cs3Bi2X9材料。
[0006] 优选的,AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂中AgI的质量比为10‑40%。
[0007] 优选的,异丙醇离心洗涤的条件为5000rpm‑9000rpm,离心3‑5分钟。
[0008] 优选的,干燥是指将沉淀置于烘箱中,100℃干燥24h以上。
[0009] 本发明还公开了一种AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂,由AgI与Cs3Bi2X9复合而成,其中AgI的质量比为10‑40%。
[0010] 本发明还公开了前述的AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂在光催化芳香烃氨氧化中的应用。
[0011] 本发明还公开了前述的AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂在光催化甲基芳烃制备芳甲腈中的应用。
[0012] 优选的,在甲基芳烃中前述的AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂,在光源照射的条件下,3
甲基上的C(sp)‑H键被活化,在氨氧气氛下生成芳香甲腈。反应式如下式(1)所示:
[0013]
[0014] 反应温度在80℃以上,反应气氛为氨气和氧气混合气体(氧气占比从20%‑80%均可);气体总压为1bar以上均可。光源包含λ<550nm波段的单色光或复合光均可产生光催化效应。
[0015] 优选的,所述甲基芳烃为甲苯。
[0016] 本发明的有益效果如下:
[0017] (1)制备方法以Cs3Bi2X9为主体,AgI分布在Cs3Bi2X9中,整个制备过程工艺简单、条件可控、成本低廉。
[0018] (2)制得的AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂对氨气具有特别的吸附作用,实现了在可见光下液相甲基芳香烃氨氧化高选择性得到芳香甲腈,使用该复合催化剂,对甲基芳香烃氰化所得芳香腈的长时间选择性高达98%。
[0019] (3)将Cs3Bi2X9和AgI这两种可见光催化剂在芳香烃腈基化的路线上互相配合,实现了在温和条件下高选择性、高稳定性的光催化芳香烃氨氧化,具有绿色、环保的特点,优势明显,并该复合催化剂可通过进一步放大实验得到克级高纯产物,展现出其在工业应用领域的潜质。
法律保护范围
涉及权利要求数量10:其中独权2项,从权-2项
1.一种AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂的制备方法,其特征是,将CsBr、BiBr3和AgI三种卤盐同时溶于DMSO溶剂中,控制CsBr与BiBr3的摩尔比在3:2附近,搅拌至完全溶解后,滴加到异丙醇中,边加边搅拌,得到沉淀,沉淀用异丙醇离心洗涤后,干燥得到AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是,AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂中AgI的质量比为10‑40%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是,异丙醇离心洗涤的条件为5000rpm‑
9000rpm,离心3‑5分钟。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是,干燥是指将沉淀置于烘箱中,100℃干燥
24h以上。
5.一种AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂,由AgI与Cs3Bi2X9复合而成,其中AgI的质量比为10‑
40%。
6.权利要求5所述的AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂在光催化芳香烃氨氧化中的应用。
7.权利要求5所述的AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂在光催化甲基芳烃制备芳甲腈中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征是,在甲基芳烃中加入权利要求5所述的AgI/Cs3Bi2X9复合光催化剂,通入氨气氧气混合气体,在光源照射的条件下反应得到芳甲腈。
9.根据权利要求7或8所述的应用,其特征是,所述甲基芳烃为甲苯。
10.根据权利要求8所述的应用,其特征是,反应温度在80℃以上,反应气氛为氨气和氧气混合气体中氧气占比在20%‑80%,气体总压在1bar以上。