[发明专利]一种高负载量金属酞菁催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高负载量金属酞菁催化剂的制备方法。

背景技术

金属酞菁化合物化学稳定性高，具有良好的耐热、耐晒、耐酸、耐碱、色泽鲜明、附着力强等性能，最初被广泛的用作颜料、染料及印染工业。金属酞菁化合物易于制备、结构稳定、易于修饰与负载、无毒无味，在导电性、化学催化性、光电效应、液晶显示、气体敏感效应、光疗药物、光变色甚至非线性光学材料等方面也呈现优良的性能，被用于诸多重要的技术领域，如工业脱硫、织物氧化脱色、污水处理、空气污染物降解等方面。

金属酞菁是以金属为中心构成的络合物，分子内骨架结构的原子基本在一个平面内，中心位置的金属离子或原子处于“半裸”状态，容易以其部分充满的d轨道、相邻的较高一层的s轨道或p轨道与配位体分子、原子或离子的轨道键合形成络合离子或分子，可以替代部分金属、金属氧化物、金属盐作为某些反应的催化剂。另外，因其不溶于普通的有机溶剂，金属酞菁可以通过过滤的方法即可从反应体系中分离。因此，金属酞菁作为诸多反应的非均相催化剂表现出优异的催化效果，可以作为数十种有机反应的催化剂，如脱羧反应、氧化反应、还原反应、分解反应、氢交换反应、多组分反应、电化学反应、羟基化反应等。

负载型非均相催化剂容易分离和重复使用，减少催化剂对环境的污染，并能保持高效催化性能，节约成本。中国发明专利申请CN 1900411 A 公开了一种具有催化活性的金属酞菁负载纤维及制备方法；中国发明专利申请CN 101590428 A 公开了一种磺酸铁酞菁经中孔分子筛负载催化剂的制备方法，其可以利用可见光活化双氧水催化降解染料及其中间体生产废水；中国发明专利申请CN 101590429 A 公开了一种磺酸铁酞菁经树脂负载催化剂的制备方法，其可以利用可见光催化降解有机污染物；中国发明专利申请CN 101070680 A 公开了一种双核金属酞菁经纤维材料负载催化剂的制备方法，其对甲醛有良好的消除效果；然而，传统的负载方法是将金属酞菁溶于有机溶剂，加入负载底物进行吸附。此方法受到金属酞菁在有机溶剂中溶解度低、负载底物在有机溶剂中对金属酞菁的亲和力弱等条件限制，所得催化剂负载量较低，一般在只能达到5%作用，限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种高负载量金属酞菁催化剂的制备方法，以克服现有技术中金属酞菁负载量低的不足。

本发明实现过程如下：

一种高负载量金属酞菁催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将金属酞菁溶于质量百分比浓度为70～100%的浓硫酸；

（2）加入对浓硫酸稳定的载体进行负载，所述的载体选自活性炭、碳纳米管、沸石、硅胶、硅藻土、二氧化钛，最好为活性炭；

（3）加水稀释，收集负载型金属酞菁催化剂，洗涤、干燥即可，洗涤过程最好用有机或无机碱溶液洗涤至碱性。

通过上述负载方法可以获得负载量0~60%的负载型金属酞菁催化剂。

所述的金属酞菁结构如通式（I）所示，

M 为 Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag 或Zn；

R₁～R₁₆独立地选自 -H, -Et, -OCH₃, -COOH, -NO₂, -F, -Cl, -Br, -I, -Ph。

本发明的优点与积极效果：（1）采用本发明方法，能够得到高负载量的催化剂，负载量可以在0~60%调节；（2）采用本发明方法制备的催化剂适合多种对酸稳定的负载物质，所得催化剂催化效率高；（3）本发明工艺简单、成本低、产率高，适合于工业化生产。

附图说明

图1为四硝基酞菁铁负载活性炭催化剂分解H₂O₂活性测试装置图；

图2为四硝基酞菁铁负载活性炭催化剂分解H₂O₂活性曲线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体地说，本发明是将一定量的金属酞菁加入浓硫酸加热溶解后，冷却，加入一定量的载体，利用载体在硫酸中对金属酞菁的亲和性较强进行吸附负载，然后加水稀释，沉积离心，碱溶液洗至弱碱性，水洗，烘干，得到负载量0~60%的金属酞菁负载型催化剂。

实施例1