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一种有机物卤化反应的光催化剂及其制备方法

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成果名称: 一种有机物卤化反应的光催化剂及其制备方法 关键字: 应用行业: 制造业
高新技术领域: 高效节能技术 所在地: 河北省 知识产权类型: 发明专利
知识产权编号: ZL201310193474 成果体现形式: 发明专利 成果属性:
成果所处阶段: 成果水平: 请选择... 研究形式:
学科分类: 战略新兴产业: 请选择... 课题来源:
第一完成单位名称: 河北科技大学 第一完成单位属性: 技术成熟度:
合作方式: 请选择... 交易价格(万): 1.00 所属十强产业:

一种有机物卤化反应的光催化剂及其制备方法,该光催化剂中包含有高负载的纳米银/氯化银复合材料,其中纳米银的摩尔量占纳米银/氯化银复合材料总量的3.0-12.8%。所述光催化剂可应用于有机物的卤化反应过程,使有机物的卤化能够以溶解在水相中的无机氢卤酸盐M+X-所提供的卤离子X-作为卤化剂,在可见光的照射下直接使卤离子X-转变为卤原子游离基,并引发有机物的卤取代或卤加成反应,是一种新型、环保、高选择性、低能耗有机物卤化催化剂。

本发明的催化剂,以溶解在无机相中的无机氢卤酸盐M+X-为卤源,用纳米银/氯化银复合材料作为光催化剂,利用光催化剂复合材料的表面等离子体效应,高效率的吸收和利用太阳光或其他可见光的能量,半导体氯化银空隙氧化表面氯离子成为氯游离基,从而引发卤化反应。利用本发明的催化剂,可使有机物的卤代或卤加成反应可以在常温下进行,并利用自然的太阳光的能量,因此这是一种新型、环保、高选择性、低能耗的有机物卤化的催化剂。

太阳能的利用已被广泛重视,如光伏能源和自然光合作用。半导体借助太阳能使水分解产氢、光合作用转化太阳能为生物质能源、引发氧化还原反应等,所有这些正是可持续发展的“绿色生活”所倡导的。光催化被誉为21世纪有机化学的新途径,TiO2、ZnO、AgCl及其复合负载型无机半导体就是光催化剂典型代表。基于复合纳米贵金属Ag、Au、Pt等的半导体光催化剂,如Ag/AgX(X=Cl,Br,I),Ag/ZnO,Ag/AgCl/TiO2,Ag/Ag3PO4,Au/TiO2,Au/ZnO,Pt/TiO2,Cu2O/TiO2等,因复合在半导体材料表面的纳米金属具有表面等离子体共振效应,从而使其对可见光和阳光有强烈的吸收,具有良好的光催化能力,并在氧化、光降解有机物、光解水产氢气等方面取得了成功。
然而,相关的复合材料,应用在有机物的光催化卤化过程中,尚未见报道。
卤化是有机合成和精细化学品生产中常见的主要反应之一,研究新型、环保、高选择性、低能耗的卤化剂和卤化反应一直是化学化工探寻的目标。Cl2、Br2、I2等是最常用的卤化剂,单质卤素不仅生产过程冗长、污染严重、能耗高,而且也十分危险;从应用的角度看其反应选择性较差、腐蚀性强、污染严重。因此,开发出一种直接利用碱金属卤化物(氢卤酸盐)为卤化剂替代单质卤素实现相关卤化方法,其所能够带来的经济效益、安全意义、环保意义是自然是不言而喻的,然而相关研究和实施例尚属空白,其难度可见一斑。
此外,虽然目前已经有一些部分关于Ag/AgCl应用在其他领域中的一些研究,但由于其负载量小,无法应用到有机物的光催化反应过程中,更无法作为光催化剂,使能够直+ -接利用碱金属卤化物(氢卤酸盐MX)为卤化剂替代单质卤素引发相关有机物的卤化反应。


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