[发明专利]一种掺杂金属的多级孔洞二氧化钛催化剂的生产方法

说明书

本发明提供一种掺杂金属的多级孔洞二氧化钛催化剂的生产方法，包括以下步骤：以植物皮为原料，将植物皮清洗干净后，浸泡于盐酸溶液中去除无机盐，再用蒸馏水清洗至滤液中不含有氯离子为止，用异丙醇将植物皮脱水至干，得到预处理的植物皮；将预处理的植物皮加入四异丙醇钛的前驱体溶液中，高速剪切，得到短纤维素/二氧化钛前驱体溶液，转移至容器中，液氮冷冻，冷冻干燥，热压，得到短纤维素/二氧化钛前驱体多孔海绵体；将短纤维素/二氧化钛前驱体多孔海绵体浸渍于金属硝酸盐溶液中，取出，高温烧结，得到掺杂金属的多级孔洞二氧化钛催化剂。本发明制备的催化剂孔隙率大，吸附性好，吸附容量大，比表面积大，催化性能好，用于医药中间体催化。

技术领域

本发明属于药物化学领域，具体涉及一种掺杂金属的多级孔洞二氧化钛催化剂的生产方法。

背景技术

由于人类生存环境的不断恶化，导致出现各种新型疾病，而药品是人类防病、治病的重要物质。合成药品在医药工业中占有非常重要的地位，化学合成药和生产药品的关键原料—医药中间体，是医药工业中不可或缺的部分。随着人民生活的不断改善，药品种类的不断更新，医药工业将需要越来越多的中间体，绿色高效的生产医药中间体成为研究的热点。

负载型纳米贵金属催化剂因回收利用简便、催化活性高，在能源、材料、化工与环境领域的催化方面有很好的应用。目前负载型纳米贵金属催化剂主要是用沉积沉淀法制备，催化剂的制备过程中需要使用有机溶剂、有机金属原料和特定的设备，制备的催化剂中必不可少存在副产物，且催化剂中纳米贵金属离子容易团聚，因此，催化剂的重复使用率低，能耗高，因此，制备催化活性高、选择性强和重复使用性能优良的负载型纳米贵金属催化剂。

目前，为了得到高效可重复使用的负载型贵金属催化剂，主要是使用高分子稳定剂来分散和固定纳米贵金属离子，以抑制纳米贵金属离子的团聚，构造丰富的孔道结构和较低的传质阻力。天然高分子是一种可再生资源，易得且环保，且分子中通常含有许多活性基团和刚性的分子结构，可以作为模板制备负载型贵金属催化剂。

壳聚糖是一种天然高分子多糖，无毒无害，来源广泛，分子结构中含有大量的氨基和羟基活性基团，可以与纳米贵金属粒子螯合配位，并通过氢键形成的空间位阻效应对纳米贵金属离子进行分散稳定。中国专利CN 102935380B公开的一种壳聚糖/贝壳粉复合微球负载钯催化剂、制备方法及其应用，将医药级壳聚糖粉末和珍珠贝壳粉加入醋酸溶液，高速搅拌时加入戊二醛水溶液交联，加入氢氧化钠凝结沉淀成白色微球，再加入氯化钯溶液中吸附，再加热搅拌，还原，得到负载钯的壳聚糖/贝壳粉复合微球催化剂，该催化剂在催化Heck偶联反应上有良好的催化产品收率。该方法制备的催化剂是以壳聚糖和贝壳粉为载体，负载金属元素制备的，重复率高于6次。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种掺杂金属的多级孔洞二氧化钛催化剂的生产方法，采用植物纤维素与钛的前驱体溶液作为主要原料，经液氮冷冻，冷冻干燥，热压形成多孔海绵体前驱体结构，再通过浸渍金属硝酸盐溶液，使钛的前驱体水解并附着金属元素，高温烧结去除植物纤维素，使制备的催化剂含有多级孔洞结构，并可以附着多种金属元素，因此催化剂的比表面积大，催化活性大，可适用于多种医药中间体制备。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种掺杂金属的多级孔洞二氧化钛催化剂的生产方法，包括以下步骤：

(1)以植物皮为原料，将植物皮清洗干净后，浸泡于盐酸溶液中去除无机盐，再用蒸馏水清洗至滤液中不含有氯离子为止，用异丙醇将植物皮脱水至干，得到预处理的植物皮；

(2)将步骤(1)制备的预处理的植物皮加入四异丙醇钛的前驱体溶液中，高速剪切，得到短纤维素/二氧化钛前驱体溶液，转移至容器中，液氮冷冻，冷冻干燥，热压，得到短纤维素/二氧化钛前驱体多孔海绵体；

(3)将步骤(2)制备的短纤维素/二氧化钛前驱体多孔海绵体浸渍于金属硝酸盐溶液中，取出，高温烧结，得到掺杂金属的多级孔洞二氧化钛催化剂。