[发明专利]一种多铌氧簇-双金属氢氧化物复合物、制备及其非均相催化降解化学战剂类似物的方法

说明书

本发明涉及一种多铌氧簇‑双金属氢氧化物复合物、制备及其非均相催化降解化学战剂类似物的方法，属于催化化学领域。所述复合物由层状镁铝双金属氢氧化物、层间多铌氧簇阴离子和层间水分子组成。所述复合物通过将MgAl‑LDH‑NO₃分散到多铌氧簇的水溶液中，然后加入到反应釜中，密封后于80～120℃下反应1～3天，冷却至20～30℃，过滤，洗涤后得到。所述复合物用于非均相催化降解化学战剂类似物时，CEES高选择性的转化成毒性较低的亚砜产物，且转化率较高，达到95％以上；DECP在无助剂的条件下高效转化成无毒产物；OSDEMP高选择性的断裂P‑S键，生成毒性较低的产物；催化条件温和。

技术领域

本发明涉及一种多铌氧簇-双金属氢氧化物复合物、制备及其非均相催化降解化学战剂类似物的方法，属于催化化学领域。

技术背景

化学战剂是指用于战争目的、具有强烈毒性、能大规模毒害或杀伤敌方人畜和植物的化学物质，其中主要包括芥子气和神经毒剂等。芥子气是一种高毒性的化学战剂，其化学成分为二(2-氯乙基)硫醚。芥子气会造成皮肤溃烂，刺激呼吸道和眼睛，高浓度时致人死亡。神经毒剂主要分为G类(塔崩、沙林、索曼等)和V类(VX等)，它们能阻断神经系统到肌肉的信号传输，进而影响呼吸作用。因此，开发合适的方法，使各种类型的化学战剂在温和条件下高效降解受到人们的广泛关注。

芥子气可以通过三种不同的方式实现降解：消除卤化氢、水解降解和选择性氧化降解。鉴于消除反应的缓慢速率和芥子气在水中极低的溶解性，选择性氧化是目前最有应用前景的降解方式。考虑到真实芥子气的高毒性，国际上通常使用芥子气的模拟物2-氯乙基乙基硫醚(CEES)来研究其降解过程。目前已报道的相关文献开发了多种用于CEES降解的催化体系，其中包括多金属氧簇(POMs)，金属氧化物，金属有机框架(MOFs)等。但这些催化体系多存在转化率低，选择性差，催化剂无法回收利用等问题。

G类神经毒剂主要通过水解的方式实现降解，考虑到真实毒剂的高毒性，国际上通常使用G类神经毒剂的模拟物氰基磷酸二乙酯(DECP)和4-硝基苯基磷酸酯(DMNP)来研究其降解过程。目前已报道的相关文献开发了多种用于DECP和DMNP降解的催化体系，其中包括多铌氧簇(PONbs)和MOFs等。但这些催化体系多存在转化率低和需要使用碱性助剂等问题。

V类神经毒剂的代表物为VX试剂，相对于G类神经毒剂，其具有更强的毒性。VX可以通过水解的方式实现降解，但有可能生成仍然有毒的产物。过水解是VX更有效的降解方式，可专一性的生成无毒产物。国际上通常使用O,S-二乙基甲基硫代磷酸酯(OSDEMP)来研究其降解过程。目前已报道的相关文献开发了几种用于OSDEMP降解的催化体系，其中包括金属氧化物和MOFs等。但这些体系多存在转化率低和选择性差等问题。

基于该领域的发展现状，并根据潜在的应用需求，开发温和条件下化学战剂降解新方法十分必要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多铌氧簇-双金属氢氧化物复合物、制备及其非均相催化降解化学战剂类似物的方法，所述复合物用于非均相催化降解化学战剂类似物时，使得化学战剂的转化率和产物的选择性较高，且所述复合物可连续使用；此外，所述催化降解条件温和，常温常压即可进行。

本发明的目的由以下技术方案实现：