[发明专利]用于选择性氧化芳香醇获得芳香醛的光-热协同催化剂及其应用

说明书

本发明公开了用于选择性氧化芳香醇获得芳香醛的光‑热协同催化剂及其应用，该光‑热协同催化剂是由光催化剂和热催化剂复合而成。本发明的催化剂用于选择性氧化芳香醇获得芳香醛，稳定性高、活性高、反应条件温和，而且无毒无污染、能耗很低。

技术领域

本发明涉及一种用于选择性氧化芳香醇获得芳香醛的催化剂。

背景技术

芳香醛是合成香水、药物和其他一些精细化学品的不可或缺的中间体，在工业上具有很大的应用价值。传统制备芳香醛的方法(化学氧化法或热催化法)存在严重的缺陷和不足，例如需使用大量有毒或具有腐蚀性的氧化剂(KMnO₄、Cr^IV、ClO^-和Cl₂)，并且会消耗大量能量去维持必要的特殊反应环境。这些缺陷和不足不符合绿色化学宗旨。由于光催化反应具有高选择性、清洁的动力源和温和的反应条件等先天优势，所以对于催化氧化芳香醇选择性生成芳香醛是一种非常好的方法。然而，想要在工业上具有可行性，参与的催化剂应该足够高效，例如只能吸收紫外光的宽带隙的光催化剂就不太适合。那么如何设计光催化剂以提高其催化氧化芳香醇的效率是亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种用于选择性氧化芳香醇获得芳香醛的光-热协同催化剂及其制备方法和应用，旨在解决工业上现在制备芳香醛高耗能、高污染而且制备工艺复杂的问题。

芳香醇转换为芳香醛是一个脱氢的过程，本发明发现金属氧化物和金属氧化复合物是较高效的脱氢热催化剂。而另一方面，光催化剂的光生空穴可以氧化芳香醇到芳香醛，如CdS，其禁带宽度为2.4eV，具有稳定的电化学和光化学性质，CdS也曾用于选择性催化氧化芳香醇，但是其效率并不理想。因此，本发明尝试将热催化剂(如Cr₂O₃/Al₂O₃)和光催化剂(如CdS)做成一种复合材料，使得这种复合催化剂具有光热协同作用催化氧化芳香醇的能力。

本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：

本发明公开了一种用于选择性氧化芳香醇获得芳香醛的光-热协同催化剂，其热点在于：所述光-热协同催化剂是由光催化剂和热催化剂复合而成。优选的，所述热催化剂为Cr₂O₃、CeO₂、ZnO、ZrO₂、TiO₂或Cr₂O₃-Al₂O₃，所述光催化剂为CdS、ZnIn₂S₄、In₂S₃、CdIn₂S₄、CdLa₂S₄、Cd_xZn_1-xS(x＝0-1)、Zn₃In₃S₆、TiO₂或C₃N₄。在所述光-热协同催化剂中，所述热催化剂的质量占所述光催化剂质量的1％-99％。