一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑及制備方法，屬于多金屬氧簇復(fù)合物制備【技術(shù)領(lǐng)域】。所述催化劑的分子式為(C6H10O5)n·HmXM12O40，是將多金屬氧簇和環(huán)糊精充分溶解后，過(guò)濾，將濾液在室溫下利用氣相擴(kuò)散法培養(yǎng)晶體而得到；所述催化劑結(jié)構(gòu)新穎，對(duì)水油兩相反應(yīng)有較好的催化效果；所述方法簡(jiǎn)單易操作。
【專利說(shuō)明】一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑及制備方法，屬于多金屬氧簇 復(fù)合物制備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 多金屬氧簇（polyoxometalates，POMs),是一類骨架結(jié)構(gòu)中富含鑰、鶴、鑰;、 鈮、鉭等過(guò)渡元素的同多和雜多金屬氧簇化合物，具有結(jié)構(gòu)的多樣性和可調(diào)性，以及優(yōu) 異的物理化學(xué)特性，使其在結(jié)構(gòu)化學(xué)、藥物化學(xué)、催化化學(xué)以及功能材料化學(xué)等方面都 有廣闊的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景（D. L. Long, R. Tsunashima, L. Cronin. Angew. Chem. Int. Ed. 2010,49, 1736-1758)。POMs是優(yōu)秀的受體分子，可與無(wú)機(jī)、有機(jī)分子以及離子結(jié) 合形成性能獨(dú)特的超分子化合物（4.0〇]^6〇93.〇1111^8，(11?.]\^5^1'，？.]\^313116.〇16111· Rev. 2010, 110,6009 - 6048)。通過(guò)靜電作用、氫鍵作用等非共價(jià)相互作用可將POMs與 有機(jī)大環(huán)在分子水平上進(jìn)行結(jié)合形成有機(jī)大環(huán)-POMs復(fù)合物，此類復(fù)合物不僅兼具有 機(jī)、無(wú)機(jī)部分的性質(zhì)，而且由于組分間的協(xié)同作用，往往還具備組成物種所不具備的新 的物理和化學(xué)性質(zhì)（X. K. Fang, P K6gerler, L Isaacs, S Uchida, N Mizuno. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131，432-433)，因此在催化，材料化學(xué)，藥物化學(xué)等領(lǐng)域備受矚目。
[0003] 目前得到的有機(jī)大環(huán)-POMs復(fù)合型催化劑按有機(jī)大環(huán)的不同有以下幾類：葫蘆 脲-POMs型、杯芳烴-POMs型和環(huán)糊精-POMs型，他們?cè)谥苽湟约按呋^(guò)程存在制備過(guò)程 復(fù)雜、成本高，催化劑溶解性差以及催化應(yīng)用受限的缺陷。首先，制備時(shí)通常使用水熱燒釜 法（J. LU, J. X. Lin, X. L. Zhao, R. Cao. Chem. Commun. 2011，48, 669-671)，這種方法對(duì)設(shè)備要 求高、技術(shù)難度大、安全性能差、成本高，無(wú)法觀察晶體生長(zhǎng)過(guò)程，不直觀。其次，制備過(guò)程中 需對(duì)有機(jī)大環(huán)或者POMs進(jìn)行官能化修飾（G. Izzet, M. M6nand, B. Matt, S. Renaudineau, L. M. Chamoreau, M. Sollogoub, A. Proust. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 487-490),使得制備 方法更加復(fù)雜，周期增長(zhǎng)，成本提高。最后，水熱燒釜法得到的晶體往往很難溶解，只能用于 光降解、氣體吸附等反應(yīng)中，對(duì)于一些水油兩相的液相反應(yīng)催化效果較差，限制了其催化應(yīng) 用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)已有的有環(huán)糊精-POMs復(fù)合型催化劑制備過(guò)程復(fù)雜、成本高，得到的催化劑 溶解性差，催化應(yīng)用受限制的缺陷，本發(fā)明的目的之一是提供一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù) 合型催化劑，所述催化劑結(jié)構(gòu)新穎，對(duì)水油兩相反應(yīng)有較好的催化效果。目的之二是提供一 種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑的制備方法，所述方法簡(jiǎn)單易操作。
[0005] 本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑，所述復(fù)合型催化劑的分子式為（C6H 1(i05) n · HmXM1204Q，其中X優(yōu)選P和Si中的一種，當(dāng)X優(yōu)選P時(shí)，m = 3 ;X優(yōu)選Si時(shí)，m = 4 ;M優(yōu) 選Mo和W中的一種；η優(yōu)選6、7或8 ; (C6H1Q05)n · HmXM1204Q結(jié)構(gòu)式有如下兩種：
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑，其特征在于：所述復(fù)合型催化劑的分子式 為（C 6H1Q05) n · HmXM1204Q，其中，X 為 P 和 Si 中的一種，當(dāng)X為P 時(shí)，m = 3;X為 Si 時(shí)，m = 4; Μ為Mo和W中的一種；η為6、7或8 ; (C6H1Q05)n · HmXM1204Q結(jié)構(gòu)式有如下兩種：
當(dāng) X 為 Si，m = 4 時(shí)，（C6H1Q05)n · HmXM1204Q 的結(jié)構(gòu)式為 I ;當(dāng) X 為 P，m = 3 時(shí)，（C6H1Q05) n · HmXM1204(l的結(jié)構(gòu)式為II。
2. -種如權(quán)利要求1所述的環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑的制備方法，其特征在 于：所述方法步驟如下： 將多金屬氧簇和環(huán)糊精加入反應(yīng)器1中，加入良溶劑，攪拌，過(guò)濾，取濾液加入反應(yīng)器2 中，將反應(yīng)器2置于裝有不良溶劑的反應(yīng)器3中，密封，在室溫下利用氣相擴(kuò)散法培養(yǎng)晶體， 得到晶體a，晶體a即為所述環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑的制備方法，其特征 在于：多金屬氧簇為硅鎢酸、磷鎢酸、硅鑰酸和磷鑰酸中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑的制備方法，其特征 在于：環(huán)糊精為α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精和Y-環(huán)糊精中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑的制備方法，其特征 在于：所述良溶劑為去離子水。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑的制備方法，其特征 在于：所述多金屬氧簇和環(huán)糊精的物質(zhì)的量之比為1:1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑的制備方法，其特征 在于：不良溶劑與濾液的體積比為1:2 ;不良溶劑為乙腈。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)糊精-多金屬氧簇復(fù)合型催化劑的制備方法，其特征 在于：所述氣相擴(kuò)散法反應(yīng)時(shí)間為2周。
【文檔編號(hào)】B01J31/18GK104096592SQ201410367087
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】曹潔, 范艷璇, 徐沖, 胡長(zhǎng)文 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)