一种具有开放孔的催化氧化改性材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有开放孔的催化氧化改性材料及其制备方法，该方法包括：将与直流电源正极连接的石墨成型体和与直流电源负极连接的导电成型体同时置于含有无机碱的电解液中，在1

【技术实现步骤摘要】
一种具有开放孔的催化氧化改性材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种具有开放孔的催化氧化改性材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]绿色催化氧化材料如钛硅分子筛是上世纪八十年代初开始开发的，其不但具有催化氧化作用，而且还具有择形作用和优良的稳定性。由于在有机物的氧化反应中，可采用无污染的低浓度过氧化氢作为氧化剂，避免了氧化过程工艺复杂和污染环境的问题，具有传统氧化体系无可比拟的节能、经济和环境友好等优点，并具有良好的反应选择性，因此具有极大的工业利用前景。但目前其合成方法的重复性和稳定性以及成本等方面不是十分理想。所以，改进相应合成方法是材料开发的关键。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种具有开放孔的催化氧化改性材料及其制备方法，该方法可以制备得到具有开放孔的催化氧化改性材料，其具有良好的大分子催化氧化性能。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种制备具有开放孔的催化氧化改性材料的方法，该方法包括：
[0005](1)、将与直流电源正极连接的石墨成型体和与直流电源负极连接的导电成型体同时置于含有无机碱的电解液中，在1-20V的电压下电解1-8天，得到第一混合物；
[0006](2)、将所述第一混合物与氧化材料混合，使得到的第二混合物在耐热耐压密闭容器内进行水热改性反应，收集固体产物并焙烧。
[0007]可选地，步骤(1)中，所述电解液中无机碱的含量为0.1-40重量％，优选为0.5-25重量％。
[0008]可选地，步骤(1)中，所述无机碱选自氨水、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡和氢氧化钙中的一种或几种。
[0009]可选地，步骤(2)中，所述水热改性反应的条件包括：温度为80-200℃，时间为2-72小时。
[0010]可选地，步骤(2)中，所述氧化材料与所述第一混合物用量的重量比为10：(1-10)；
[0011]所述氧化材料选自钛硅分子筛、钒硅分子筛、锡硅分子筛、铁硅分子筛或铬硅分子筛中的一种或几种。
[0012]可选地，步骤(2)包括：将所述第一混合物、所述氧化催化材料和硅源混合；
[0013]所述氧化催化材料与所述硅源用量的重量比为100：(0.1-20)，所述硅源以SiO2计。
[0014]可选地，所述硅源选自有机硅和/或无机硅；所述有机硅选自正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四丙酯或正硅酸四丁酯，或者为它们中两者或三者的组合；所述无机硅选自硅胶、硅溶胶、白炭黑和水玻璃中的一种或几种。
[0015]本专利技术第二方面提供一种本专利技术第一方面提供的方法制备得到的催化氧化改性
材料。
[0016]可选地，所述催化氧化改性材料的比表面积为300-500m2/g，外比表面积占总比表面积的20-70％，总孔体积为0.3-1.5cm3，微孔体积占总孔体积10-60％。
[0017]可选地，在所述催化氧化改性材料的氮气吸附-脱附等温曲线中，P/P0＝0.85时吸附容量和脱附容量的差值与吸附容量的比为0.1以上，P/P0＝0.50时吸附容量和脱附容量的差值与吸附容量的比为0.2以上。
[0018]通过上述技术方案，本专利技术的方法可以制备得到具有开放孔的催化氧化改性材料，其具有良好的大分子催化氧化性能。
[0019]本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0020]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0021]本专利技术第一方面提供一种制备具有开放孔的催化氧化改性材料的方法，该方法包括：
[0022](1)、将与直流电源正极连接的石墨成型体和与直流电源负极连接的导电成型体同时置于含有无机碱的电解液中，在1-20V的电压下电解1-8天，得到第一混合物；
[0023](2)、将第一混合物与氧化材料混合，使得到的第二混合物在耐热耐压密闭容器内进行水热改性反应，收集固体产物并焙烧。
[0024]本专利技术的方法制备得到的催化氧化改性材料具有开放式多孔结构，特别适用于大分子催化氧化反应。
[0025]在一种优选的具体实施方式中，在1-30V的电压下电解1-10天，得到第一混合物。电解液优选为含有无机碱的水溶液，对电解液的用量不做具体限制，可以根据电解反应容器的大小及石墨成型体和导电成型体的尺寸进行选择。
[0026]根据本专利技术，石墨成型体和导电成型体的尺寸可以根据实际需要进行选择，在此不做具体限制，优选地，石墨成型体与导电成型体的尺寸相匹配，石墨成型体的尺寸可以在较大的范围内变化，例如，当石墨成型体为石墨棒时，石墨棒的直径可以为1-50mm，长度可以为0.1-1m，其中长度指石墨棒的轴向长度；当石墨成型体为石墨板时，石墨板的长可以为5-100cm，宽可以为1-100cm，厚度可以为0.1-5mm。对导电成型体的种类和形状不做具体限制，可以为任意导电材料制成的导电成型体，例如可以为铁、铜、铂、金、石墨等，优选为石墨，形状可以为棒状、板状等，优选为棒状。进行电解时，石墨成型体和导电成型体间需要保持一定的距离，例如可以为2-50cm。
[0027]根据本专利技术，步骤(1)中，电解液中无机碱的含量可以在较大的范围内变化，例如可以为0.1-40重量％，优选为0.5-25重量％。在一种具体实施方式中，无机碱可以选自氨水、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡和氢氧化钙中的一种或几种，优选为氨水、氢氧化钾或氢氧化钠。
[0028]根据本专利技术，步骤(2)中，对收集固体产物的方法不做限制，例如可以采用过滤、离心分离和蒸发处理中的一种或几种，优选为过滤。在一种具体实施方式中，步骤(2)还可以包括：对收集到的固体进行洗涤和干燥后再进行焙烧，洗涤采用的溶液包括但不限于去离
子水、蒸馏水、乙醇等。干燥可以在恒温烘干箱、冷冻干燥仪或马弗炉中进行。
[0029]根据本专利技术，步骤(2)中，水热改性反应为本领域的技术人员所熟知的，可以在耐热密闭反应容器中进行，例如高压反应釜。水热改性反应的条件可以包括：温度为80-200℃，时间为2-72小时，优选地，温度为90-120℃，时间为5-60小时。对水热改性反应的压力不做具体限制，可以在自生压力或者外加压力下进行，优选为在自生压力下进行。
[0030]根据本专利技术，步骤(2)中，氧化材料与第一混合物用量的重量比可以在较大的范围内变化，例如可以为10：(0.1-50)，优选为10：(1-10)。氧化材料可以是任意具有催化氧化性能的材料，氧化材料的实例包括但不限于钛硅分子筛、钒硅分子筛、锡硅分子筛、铁硅分子筛或铬硅分子筛等。
[0031]在一种优选的具体实施方式中，步骤(2)包括：将第一混合物、氧化催化材料和硅源混合。
[0032]根据本专利技术，氧化催化材料和硅源用量的重量比可以在较大的范围内变化，优选为100：(0.1-20)，硅源以SiO2计。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备具有开放孔的催化氧化改性材料的方法，该方法包括：(1)、将与直流电源正极连接的石墨成型体和与直流电源负极连接的导电成型体同时置于含有无机碱的电解液中，在1-20V的电压下电解1-8天，得到第一混合物；(2)、将所述第一混合物与氧化材料混合，使得到的第二混合物在耐热耐压密闭容器内进行水热改性反应，收集固体产物并焙烧。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述电解液中无机碱的含量为0.1-40重量％，优选为0.5-25重量％。3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述无机碱选自氨水、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡和氢氧化钙中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述水热改性反应的条件包括：温度为80-200℃，时间为2-72小时。5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述氧化材料与所述第一混合物用量的重量比为10：(1-10)；所述氧化材料选自钛硅分子筛、钒硅分子筛、锡硅分子筛、铁硅分子筛或铬硅分子筛中的一种或几种。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：史春风，康振辉，刘阳，黄慧，王肖，周赟杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：