【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化，涉及一种氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法与应用，具体涉及一种氨基-噻吩二甲醛聚合物光催化剂制备方法与在无电子供体下的光催化产过氧化氢中的应用。
技术介绍
1、过氧化氢(h2o2)是一种重要的化学物质，广泛用于环境修复、消毒等多个场合，主要通过蒽醌法商业生产h2o2，但该方法需要在有机溶剂中采用pd基催化剂对烷基蒽醌进行循环加氢和氧化，成本高昂且环境影响大。此外在运输过程中易分解易制爆。因此，迫切需要开发更高效、经济、环保、原位产生h2o2的方法。
2、光催化原位产h2o2充分利用太阳能，是一种低成本、绿色且可持续的技术，还可现场制备h2o2，减少运输成本和风险，因此被认为是最具潜力的蒽醌法替代方法。研究人员开发了多种半导体光催化剂具有光催化产h2o2的性能，如cds、tio2、bivo4、g-c3n4等。目前为止，他们还存在诸多问题，如合成复杂、光吸收范围有限、需要牺牲剂、氧气曝气以及酸性ph条件。
3、近期，研究人员发现具有电子给体-电子受体(d-a)结构的无金属半导体间苯二酚-甲醛树脂可用作光催化产h2o2。主要的原理是d-a结构通过共轭、π堆叠导致低homo-lumo间隙的杂化，从而产生带隙，吸收宽波长光。最重要的是表面化学和能带结构可通过d-a组成调节，为无牺牲剂高效生产h2o2提供了更多的可能性。中国专利申请cn115463687a公开了一种苯并三噻吩基共价有机框架催化剂及其制备方法和应用，该方法是以2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪和苯并[1,2-b:3,4
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是提供一种氨基-噻吩二甲醛聚合物光催化剂的制备方法与应用。本专利技术利用氨基-噻吩二甲醛聚合物光催化剂丰富的c＝n活性位点与可调节的d-a结构具有较好的可见光吸收性能，在无牺牲剂纯水中光催化原位产过氧化氢，催化剂单位质量产过氧化氢活性达到1351μmol g-1h-1，合成方法简单，属于高效、环保产h2o2方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、具有电子给体-电子受体(d-a)结构的无金属半导体间苯二酚-甲醛树脂可用作光催化产h2o2。主要的原理是d-a结构通过共轭、π堆叠导致低homo-lumo间隙的杂化，从而产生带隙，吸收宽波长光。最重要的是表面化学和能带结构可通过d-a组成调节，为无牺牲剂高效生产h2o2提供了更多的可能性。
4、石墨氮化碳(g-c3n4)是研究最广泛的光催化剂之一，对光反应生成h2o2具有良好的催化作用，这主要是由于具有丰富的亚胺(c＝n)活性位点。但在无牺牲剂存在时h2o2合成速率较低(小于100μmol g-1h-1)。
5、本专利技术通过芳胺的芳环如苯环、吡啶环、嘧啶环，以调节无机半导体聚合物d-a结构中c＝n位点的数量，进而调节光催化产h2o2性能。此外，基于2,5-噻吩二甲醛的较好的导电性，本专利技术采用芳胺和2,5-噻吩二甲醛通过席夫碱反应缩合制备聚合物，并将其用于可见光、无牺牲剂下产h2o2催化反应。
6、本专利技术的第一方面提供一种氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法，包括：将胺基起始单体与醛基起始单体进行溶剂热反应，得到；
7、所述胺基起始单体选自间苯二胺、2,6-二氨基吡啶或4,6-二氨基嘧啶中的至少一种；
8、所述醛基起始单体选自2,5-噻吩二甲醛。
9、进一步地，所述胺基起始单体与醛基起始单体的摩尔比为(0.8-1.2):1。
10、进一步地，所述溶剂热反应中，反应温度不低于200℃。
11、进一步地，所述制备方法还包括将溶剂热反应产物浸渍于酸性溶液中进行质子化。
12、进一步地，所述酸性溶液为0.8-1.2mol/l的盐酸溶液；
13、所述溶剂热反应产物与酸性溶液的投料比为20mg:(1.5-2.5)ml。
14、本专利技术的第二方面提供一种氨基-噻吩二甲醛聚合物的应用，包括将所述氨基-噻吩二甲醛聚合物作为催化剂，用于光催化水制过氧化氢的反应。
15、进一步地，所述光催化水制过氧化氢的反应中，光照波长为400-700nm，反应温度为10-30℃。
16、进一步地，所述光催化水制过氧化氢的反应中，反应溶剂为水或水与乙醇的混合液。
17、进一步地，所述光催化水制过氧化氢的反应中，所述氨基-噻吩二甲醛聚合物与反应溶剂的质量比为1:1000-1:10000。
18、进一步地，所述光催化水制过氧化氢的反应中，反应体系的ph为1-12。
19、本专利技术中氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法简单，能够在无牺牲剂存在的纯水中并且通过可见光为光源实现现场制备h2o2，相比于商业蒽醌等合成方法，设备简单、成本低廉。相比于目前诸多产h2o2的光催化剂，本专利技术的反应过程无需额外提供电子供体和曝氧，可见光源、纯水搅拌即可实现过氧化氢的高效清洁生产。
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：
21、1)本专利技术的氨基-噻吩二甲醛聚合物光催化剂是首次发现被报道，并应用于光催化制过氧化氢领域；
22、2)本专利技术氨基-噻吩二甲醛聚合物在光催化产h2o2所需条件简单，无需牺牲剂存在、可见光源即可反应；
23、3)本专利技术氨基-噻吩二甲醛聚合物在光催化适用的ph范围广泛，在1-12内效果很好；
24、4)本专利技术氨基-噻吩二甲醛聚合物光催化机理，通过可见光照射后带隙变宽，水氧化途径产氧和质子增强，从而促进了光催化氧还原反应产h2o2，因此本催化剂在循环使用后产h2o2效果逐渐增强；
25、5)与cn115463687a和cn116333243a相比，虽然都属于氨基源和醛基源的席夫碱反应，但是本专利技术采用不同的氨基源与醛基源化合物，两者之间具有不同的表面化学性质与带隙结构，从而具有不同的光催化产h2o2原理和性能。cn115463687a和cn116333243a中合成的均为共价有机框架材料，合成条件苛刻，需要液氮下冷冻真空脱气，水热反应时间长达3d，本专利技术有机半导体的操作简单，合成时间短。本专利技术借鉴于g-c3n4中c＝n活性位点的启发，通过成本低的芳胺如苯环、吡啶环、嘧啶环与噻吩二甲醛简单溶剂热反应即可合成，以调节无机半导体聚合物d-a结构中c＝n位点的数量调节光催化产h2o2性能，具有较大的潜力。更重要的是本专利技术的循环利用性能与以上专利不同，随着本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法，其特征在于，该方法包括：将胺基起始单体与醛基起始单体进行溶剂热反应，得到；
2.根据权利要求1所述的氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法，其特征在于，所述胺基起始单体与醛基起始单体的摩尔比为(0.8-1.2):1。
3.根据权利要求1所述的氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应中，反应温度不低于200℃。
4.根据权利要求1所述的氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法，其特征在于，还包括将溶剂热反应产物浸渍于酸性溶液中进行质子化。
5.根据权利要求4所述的氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液为0.8-1.2mol/L的盐酸溶液；
6.一种如权利要求1至5任一项所述方法制备的氨基-噻吩二甲醛聚合物的应用，其特征在于，所述氨基-噻吩二甲醛聚合物作为催化剂，用于光催化水制过氧化氢的反应。
7.根据权利要求6所述的氨基-噻吩二甲醛聚合物的应用，其特征在于，所述光催化水制过氧化氢的反应中，光照波长为400-700nm，反应温度为10-30℃。<...
【技术特征摘要】
1.一种氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法，其特征在于，该方法包括：将胺基起始单体与醛基起始单体进行溶剂热反应，得到；
2.根据权利要求1所述的氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法，其特征在于，所述胺基起始单体与醛基起始单体的摩尔比为(0.8-1.2):1。
3.根据权利要求1所述的氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应中，反应温度不低于200℃。
4.根据权利要求1所述的氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法，其特征在于，还包括将溶剂热反应产物浸渍于酸性溶液中进行质子化。
5.根据权利要求4所述的氨基-噻吩二甲醛聚合物的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液为0.8-1.2mol/l的盐酸溶液；
6.一种如权利要求1至5任一项所述方法制备的氨基-噻吩二甲醛...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘莹，王金果，孙小明，石峰，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：
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