CN108031471A - 一种静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂及其在3,5-二羟基甲苯制备中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种静电纺丝制备的负载型纤维催化剂及其在3,5‑二羟基甲苯制备中的应用，具体制备方法为：将高分子量的PVP充分溶解于DMF和DMSO的混合溶剂中，加入氯化铑和氯化金混合溶液，充分搅拌均匀，得到高分子溶液；将四异丙醇钛加入异丙醇溶液中充分溶解，加入PVP溶液，混合均匀，形成钛的前驱体溶液；将高分子溶液和钛的前驱体溶液转移至同轴静电纺丝注射器中，静电纺丝得到含铑和金离子的纳米纤维膜；将含铑和金离子的纳米纤维膜高温煅烧，在氢气气氛中加热还原，得到静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂。该方法制备的催化剂在以3,5‑二羟基苯甲酸甲酯为原料制备3,5‑二羟基甲苯的工艺中具有优异的催化性能。
Description
技术领域
本发明属于药物化学领域，具体涉及一种静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂及其在3,5-二羟基甲苯制备中的应用。
背景技术
3,5-二羟基甲苯是合成联香豆素化合物和白藜声醇等物质重要原料，分子中含有酚羟基，具有其他药物所无法比拟的抗真菌和抗细菌活性，能够成为无害天然抗氧化剂，且由于特殊位置的酚羟基的存在，使3,5-二羟基甲苯能够作为重要的医药中间体，在医药领域有巨大的应用价值。
目前3,5-二羟基甲苯的合成方法有环化法、磺化法、硝化法和催化加氢法，其中催化加氢法是以3,5-二羟基苯甲酸甲酯为原料，采用氧化铜-氧化锌为催化剂，通过连续两步的选择性催化加氢反应，得到3,5-二羟基甲苯，该方法存在工艺路线长，生产周期长，所用原料种类多，污染比较严重，对设备的腐烛性较大的缺点，合计总收率最多只有40％，目前有研究表明使用贵金属催化剂催化加氢，可以提高产品的总收率，但是设备的投资大，产率也并不高，并不适合大批量工业化生产，因此寻找低成本高催化性能的催化剂。
静电纺丝是纺织领域常用的纺丝技术，静电纺丝技术是将前躯体溶液装入注射器中，将高压电源的正极与注射器的针头相连，负极与收集器相连，正负极之间形成高压电场，当针头接入几千伏高压时，针头处的液滴会快速带电化，并在其表面生成大量表面电荷，电荷之间相互排斥，形成静电斥力，液滴被拉长，形成泰勒锥，当电场力超过阀值时，表面电荷之间的静电斥力大于其表面张力，针头顶端形成射流，射流在电场力的作用下被拉伸，而其带有的溶剂被蒸发，最终形成纳米线。中国专利CN 104923217B公开的一种表面负载金属纳米颗粒的复合纤维催化剂及其应用，将正硅酸乙酯、氧氯化锆、正四丁基氧化铝或异丙醇铝载体前驱体物与无水乙醇、和稀盐酸混合形成载体前驱体溶液，与PVP前驱液和氯化钯/铑/钌金属前驱体溶液混合后，经静电纺丝得到纤维膜，再经高温煅烧和加热氢气反应，得到表面负载金属纳米颗粒的复合纤维催化剂，该催化剂可用于不饱和有机化合物苯乙烯、环己烯、丙烯酸、1-辛烯或1-十二烯的催化加氢反应。因此，将静电纺丝制备的纳米纤维有望提高3,5-二羟基甲苯中的产品收率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂及其在3,5-二羟基甲苯制备中的应用，本发明制备的负载型纤维催化剂是采用同轴静电纺丝工艺，以高分子量的PVP为高分子材料，分别添加铑和金的混合物以及钛的前驱体溶液，制备得到两种纺丝液，静电纺丝后得到纤维膜，经高温煅烧和加氢反应，得到纳米纤维催化剂以纳米二氧化钛多孔纤维为载体，铑纳米颗粒和金纳米颗粒附着于孔隙中形成支撑柱，使催化剂具有独特的结构，对3,5-二羟基甲苯制备中的应用中有很好的催化效率，产品的总收率高。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂，所述静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂为通过同轴静电纺丝技术制备的负载型多孔二氧化钛纳米纤维催化剂，所述负载型多孔二氧化钛纳米纤维催化剂中含有铑纳米颗粒和金纳米颗粒，所述铑纳米颗粒和金纳米颗粒位于负载型多孔二氧化钛纤维的孔隙中形成支撑柱。
作为上述技术方案的优选，所述静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将高分子量的PVP充分溶解于DMF和DMSO的混合溶剂中，加入氯化铑和氯化金混合溶液，充分搅拌均匀，得到高分子溶液；
(2)将四异丙醇钛加入异丙醇溶液中充分溶解，加入PVP溶液，混合均匀，形成钛的前驱体溶液；
(3)将步骤(1)制备的高分子溶液和步骤(2)制备的钛的前驱体溶液转移至同轴静电纺丝注射器中，施加10-15kV的电压，控制注射泵纺丝速率为0.5-1ml/h，接收器旋转筒的转速为200-300r/min，得到含铑和金离子的纳米纤维膜；
(4)将步骤(3)制备的含铑和金离子的纳米纤维膜高温煅烧得到含铑和金氧化物的二氧化钛纳米纤维膜，再在氢气气氛中加热还原，得到静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，高分子量的PVP的分子量为1300000。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，高分子溶液中PVP的含量为38-45wt％，氯化铑的含量为1-5wt％，氯化金的含量为1-5wt％。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，钛的前驱体溶液中四异丙醇钛的含量为25-30％。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，含铑和金离子的纳米纤维膜中纳米纤维为串珠状或者圆柱状。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，高温煅烧的条件为：先在400-420℃下煅烧5-6h，再升温至800-850℃下煅烧2h。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，加热还原的温度为300-320℃，时间为4-5h。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂中铑纳米颗粒和金纳米颗粒位于负载型多孔二氧化钛纤维的孔隙中形成支撑柱。
本发明还提供一种静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂在3,5-二羟基甲苯制备中的应用，其特征在于，以3,5-二羟基苯甲酸甲酯为原料，采用静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂为催化剂，通过连续两步的选择性催化加氢反应，得到3,5-二羟基甲苯。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明制备的负载型纤维催化剂是采用同轴静电纺丝工艺，以高分子量的PVP为高分子材料，分别添加铑和金的混合物以及钛的前驱体溶液，制备得到两种纺丝液，通过调节同轴静电纺丝液的结构，调节纳米纤维的结构，再经调节静电纺丝工艺参数后得到串珠状或者圆柱形纤维膜，经高温煅烧和加氢反应，得到纳米纤维催化剂以纳米二氧化钛多孔纤维为载体，铑纳米颗粒和金纳米颗粒附着于孔隙中形成支撑柱，使催化剂具有独特的结构，对3,5-二羟基甲苯制备中的应用中有很好的催化效率，产品的总收率高。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)将分子量为1300000的PVP充分溶解于DMF和DMSO的混合溶剂中，加入氯化铑和氯化金混合溶液，充分搅拌均匀，得到高分子溶液，其中高分子溶液中PVP的含量为38wt％，氯化铑的含量为1wt％，氯化金的含量为1wt％。
(2)将四异丙醇钛加入异丙醇溶液中充分溶解，加入PVP溶液，混合均匀，形成钛的前驱体溶液，其中钛的前驱体溶液中四异丙醇钛的含量为25％。
(3)将高分子溶液和钛的前驱体溶液转移至同轴静电纺丝注射器中，施加10kV的电压，控制注射泵纺丝速率为0.5ml/h，接收器旋转筒的转速为200r/min，得到含铑和金离子的串珠状纳米纤维膜。
(4)将含铑和金离子的纳米纤维膜先在400℃下煅烧5h，再升温至800℃下煅烧2h得到含铑和金氧化物的二氧化钛纳米纤维膜，再在氢气气氛中，在300℃加热还原4h，得到静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂。
实施例2：
(1)将分子量为1300000的PVP充分溶解于DMF和DMSO的混合溶剂中，加入氯化铑和氯化金混合溶液，充分搅拌均匀，得到高分子溶液，其中高分子溶液中PVP的含量为45wt％，氯化铑的含量为5wt％，氯化金的含量为5wt％。
(2)将四异丙醇钛加入异丙醇溶液中充分溶解，加入PVP溶液，混合均匀，形成钛的前驱体溶液，其中钛的前驱体溶液中四异丙醇钛的含量为30％。
(3)将高分子溶液和钛的前驱体溶液转移至同轴静电纺丝注射器中，施加15kV的电压，控制注射泵纺丝速率为1ml/h，接收器旋转筒的转速为300r/min，得到含铑和金离子的圆柱状纳米纤维膜。
(4)将含铑和金离子的纳米纤维膜先在420℃下煅烧6h，再升温至850℃下煅烧2h得到含铑和金氧化物的二氧化钛纳米纤维膜，再在氢气气氛中，在320℃加热还原5h，得到静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂。
实施例3：
(1)将分子量为1300000的PVP充分溶解于DMF和DMSO的混合溶剂中，加入氯化铑和氯化金混合溶液，充分搅拌均匀，得到高分子溶液，其中高分子溶液中PVP的含量为40wt％，氯化铑的含量为2wt％，氯化金的含量为3wt％。
(2)将四异丙醇钛加入异丙醇溶液中充分溶解，加入PVP溶液，混合均匀，形成钛的前驱体溶液，其中钛的前驱体溶液中四异丙醇钛的含量为26％。
(3)将高分子溶液和钛的前驱体溶液转移至同轴静电纺丝注射器中，施加12kV的电压，控制注射泵纺丝速率为0.6ml/h，接收器旋转筒的转速为250r/min，得到含铑和金离子的串珠状或者圆柱状纳米纤维膜。
(4)将含铑和金离子的纳米纤维膜先在410℃下煅烧5.5h，再升温至820℃下煅烧2h得到含铑和金氧化物的二氧化钛纳米纤维膜，再在氢气气氛中，在310℃加热还原4.3h，得到静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂。
实施例4：
(1)将分子量为1300000的PVP充分溶解于DMF和DMSO的混合溶剂中，加入氯化铑和氯化金混合溶液，充分搅拌均匀，得到高分子溶液，其中高分子溶液中PVP的含量为42wt％，氯化铑的含量为2wt％，氯化金的含量为4wt％。
(2)将四异丙醇钛加入异丙醇溶液中充分溶解，加入PVP溶液，混合均匀，形成钛的前驱体溶液，其中钛的前驱体溶液中四异丙醇钛的含量为29％。
(3)将高分子溶液和钛的前驱体溶液转移至同轴静电纺丝注射器中，施加11kV的电压，控制注射泵纺丝速率为0.6ml/h，接收器旋转筒的转速为230r/min，得到含铑和金离子的串珠状或者圆柱状纳米纤维膜。
(4)将含铑和金离子的纳米纤维膜先在400℃下煅烧6h，再升温至810℃下煅烧2h得到含铑和金氧化物的二氧化钛纳米纤维膜，再在氢气气氛中，在300℃加热还原5h，得到静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂。
实施例5：
(1)将分子量为1300000的PVP充分溶解于DMF和DMSO的混合溶剂中，加入氯化铑和氯化金混合溶液，充分搅拌均匀，得到高分子溶液，其中高分子溶液中PVP的含量为42wt％，氯化铑的含量为2wt％，氯化金的含量为4wt％。
(2)将四异丙醇钛加入异丙醇溶液中充分溶解，加入PVP溶液，混合均匀，形成钛的前驱体溶液，其中钛的前驱体溶液中四异丙醇钛的含量为28％。
(3)将高分子溶液和钛的前驱体溶液转移至同轴静电纺丝注射器中，施加10-15kV的电压，控制注射泵纺丝速率为0.6ml/h，接收器旋转筒的转速为280r/min，得到含铑和金离子的串珠状或者圆柱状纳米纤维膜。
(4)将含铑和金离子的纳米纤维膜先在410℃下煅烧5.3h，再升温至810℃下煅烧2h得到含铑和金氧化物的二氧化钛纳米纤维膜，再在氢气气氛中，在320℃加热还原4h，得到静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂。
实施例6：
(1)将分子量为1300000的PVP充分溶解于DMF和DMSO的混合溶剂中，加入氯化铑和氯化金混合溶液，充分搅拌均匀，得到高分子溶液，其中高分子溶液中PVP的含量为42wt％，氯化铑的含量为4wt％，氯化金的含量为1wt％。
(2)将四异丙醇钛加入异丙醇溶液中充分溶解，加入PVP溶液，混合均匀，形成钛的前驱体溶液，其中钛的前驱体溶液中四异丙醇钛的含量为28％。
(3)将高分子溶液和钛的前驱体溶液转移至同轴静电纺丝注射器中，施加12kV的电压，控制注射泵纺丝速率为0.8ml/h，接收器旋转筒的转速为250r/min，得到含铑和金离子的串珠状或者圆柱状纳米纤维膜。
(4)将含铑和金离子的纳米纤维膜先在400℃下煅烧6h，再升温至800℃下煅烧2h得到含铑和金氧化物的二氧化钛纳米纤维膜，再在氢气气氛中，在310℃加热还原4.5h，得到静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂。
经检测，实施例1-6制备的静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂的平均孔径、比表面积、孔隙率的结果如下所示：
经检测，实施例1-6制备的静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂以及对比例的氧化铜-氧化锌为催化剂在3,5-二羟基甲苯制备中的转化率和选择性的结果如下所示：
由上表可见，本发明制备的静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂的催化性好，选择率高，显著提高3,5-二羟基甲苯的产品收率。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂，其特征在于：所述静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂为通过同轴静电纺丝技术制备的负载型多孔二氧化钛纳米纤维催化剂，所述负载型多孔二氧化钛纳米纤维催化剂中含有铑纳米颗粒和金纳米颗粒，所述铑纳米颗粒和金纳米颗粒位于负载型多孔二氧化钛纤维的孔隙中形成支撑柱。
2.根据权利要求1所述的静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂，其特征在于，所述静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将高分子量的PVP充分溶解于DMF和DMSO的混合溶剂中，加入氯化铑和氯化金混合溶液，充分搅拌均匀，得到高分子溶液；
(2)将四异丙醇钛加入异丙醇溶液中充分溶解，加入PVP溶液，混合均匀，形成钛的前驱体溶液；
(3)将步骤(1)制备的高分子溶液和步骤(2)制备的钛的前驱体溶液转移至同轴静电纺丝注射器中，施加10-15kV的电压，控制注射泵纺丝速率为0.5-1ml/h，接收器旋转筒的转速为200-300r/min，得到含铑和金离子的纳米纤维膜；
(4)将步骤(3)制备的含铑和金离子的纳米纤维膜高温煅烧得到含铑和金氧化物的二氧化钛纳米纤维膜，再在氢气气氛中加热还原，得到静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂。
3.根据权利要求2所述的静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂，其特征在于：所述步骤(1)中，高分子量的PVP的分子量为1300000。
4.根据权利要求2所述的静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂，其特征在于：所述步骤(1)中，高分子溶液中PVP的含量为38-45wt％，氯化铑的含量为1-5wt％，氯化金的含量为1-5wt％。
5.根据权利要求2所述的静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂，其特征在于：所述步骤(2)中，钛的前驱体溶液中四异丙醇钛的含量为25-30％。
6.根据权利要求2所述的静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂，其特征在于：所述步骤(3)中，含铑和金离子的纳米纤维膜中纳米纤维为串珠状或者圆柱状。
7.根据权利要求2所述的静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂，其特征在于：所述步骤(4)中，高温煅烧的条件为：先在400-420℃下煅烧5-6h，再升温至800-850℃下煅烧2h。
8.根据权利要求2所述的静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂，其特征在于：所述步骤(4)中，加热还原的温度为300-320℃，时间为4-5h。
9.根据权利要求2所述的静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂，其特征在于：所述步骤(4)中，静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂中铑纳米颗粒和金纳米颗粒位于负载型多孔二氧化钛纤维的孔隙中形成支撑柱。
10.一种静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂在3,5-二羟基甲苯制备中的应用，其特征在于，以3,5-二羟基苯甲酸甲酯为原料，采用静电纺丝制备的负载型纳米纤维催化剂为催化剂，通过连续两步的选择性催化加氢反应，得到3,5-二羟基甲苯。
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| CN (1) | CN108031471A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113413894A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-21 | 兰州交通大学 | 具有光催化抗菌性能的铁酸锌静电纺丝膜的制备方法 |
| CN115770568A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-03-10 | 中国地质大学（北京） | 一种基于静电纺丝技术制备多孔碳纤维负载贵金属纳米颗粒复合材料的方法 |
| CN116637609A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-08-25 | 中国地质大学（武汉） | 二氧化钛-氧化钌复合纳米纤维材料及其制备方法和应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4567187A (en) * | 1980-03-06 | 1986-01-28 | Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd. | Carbostyril derivatives and antihistaminic agents containing the carbostyril derivatives |
| CN101003011A (zh) * | 2006-01-18 | 2007-07-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 用于水/有机加氢反应的微反应器及其制备方法和应用 |
| CN104923217A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-09-23 | 北京化工大学 | 一种表面负载金属纳米颗粒的复合纤维催化剂及其应用 |
| CN103721705B (zh) * | 2014-01-14 | 2015-12-02 | 武汉理工大学 | 一种多孔TiO2纤维负载贵金属甲醛室温氧化催化剂及其制备方法 |
-
2017
- 2017-10-27 CN CN201711020753.9A patent/CN108031471A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4567187A (en) * | 1980-03-06 | 1986-01-28 | Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd. | Carbostyril derivatives and antihistaminic agents containing the carbostyril derivatives |
| CN101003011A (zh) * | 2006-01-18 | 2007-07-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 用于水/有机加氢反应的微反应器及其制备方法和应用 |
| CN103721705B (zh) * | 2014-01-14 | 2015-12-02 | 武汉理工大学 | 一种多孔TiO2纤维负载贵金属甲醛室温氧化催化剂及其制备方法 |
| CN104923217A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-09-23 | 北京化工大学 | 一种表面负载金属纳米颗粒的复合纤维催化剂及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 化工百科全书编辑部: "《化工百科全书》", 30 September 1994 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113413894A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-21 | 兰州交通大学 | 具有光催化抗菌性能的铁酸锌静电纺丝膜的制备方法 |
| CN113413894B (zh) * | 2021-06-24 | 2023-04-07 | 兰州交通大学 | 具有光催化抗菌性能的铁酸锌静电纺丝膜的制备方法 |
| CN115770568A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-03-10 | 中国地质大学（北京） | 一种基于静电纺丝技术制备多孔碳纤维负载贵金属纳米颗粒复合材料的方法 |
| CN116637609A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-08-25 | 中国地质大学（武汉） | 二氧化钛-氧化钌复合纳米纤维材料及其制备方法和应用 |
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