[发明专利]一种醇类光氧化催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种醇类光氧化催化剂，其特征在于，以二氧化钛为壳，在二氧化钛壳内设置金纳米棒，所述二氧化钛的晶型主体为锐钛矿晶型，所述二氧化钛壳的厚度为纳米级，所述金纳米棒的长径比为2—5，所述催化剂的比表面积为300—320m²g^-1，平均孔径为4.5—5.5nm。

2.根据权利要求1所述的一种醇类光氧化催化剂，其特征在于，所述二氧化钛壳的厚度优选40—180nm。

3.根据权利要求1所述的一种醇类光氧化催化剂，其特征在于，所述金纳米棒的长径比优选2.4—4.2。

4.一种醇类光氧化催化剂的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

步骤1，使用包裹二氧化硅的金纳米棒结构为原料，在这一结构外层再包覆不定形的二氧化钛，在水相中均匀分散包裹二氧化硅的金纳米棒和羟丙基纤维素，滴加钛酸四丁酯的乙醇溶液，并加热到80—90℃，冷凝回流后离心去除上层清液，再使用乙醇和去离子水进行清洗即可；

步骤2，向步骤1制备的包裹二氧化硅和不定形二氧化钛的金纳米棒结构的最外层包裹二氧化硅，以在金纳米棒结构外形成二氧化硅－不定形二氧化钛－二氧化硅的包覆结构：向含有步骤1制备的包裹二氧化硅和不定形二氧化钛的金纳米棒结构水相溶液中加入正硅酸乙酯，搅拌反应即可；

步骤3，将制备二氧化硅－不定形二氧化钛－二氧化硅的包覆结构的金纳米棒结构干燥后进行粉碎，在500—950℃下保温至少2h进行焙烧，然后自然冷却至室温20—25℃；

步骤4，利用碱液对焙烧后的产物进行蚀刻，以去除二氧化硅，最终形成二氧化钛中空壳包裹金纳米棒的催化剂。

5.根据权利要求4所述的一种醇类光氧化催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，为包裹二氧化硅，向本步中得到的含有包裹不定形二氧化钛和二氧化硅的金纳米棒结构的水相中加入聚乙烯吡咯烷酮，以搅拌均匀。

6.根据权利要求4所述的一种醇类光氧化催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤3中，优选700—900℃下保温5—15min进行焙烧2—4h，选择2—5℃/min的升温速度自室温20—25℃进行升温。

7.根据权利要求4所述的一种醇类光氧化催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤4中，碱液选择氢氧化钠或者氢氧化钾的水溶液，蚀刻温度选择70—80℃下蚀刻至少8h，优选10—12h。

8.如权利要求1—3之一所述的醇类光氧化催化剂在苯甲醇光催化生成苯甲醛中的应用，其特征在于，使用甲苯为溶剂，并通入氧气，使用可见—近红外光进行照射，波长为420—3000nm。

9.根据权利要求8所述的醇类光氧化催化剂在苯甲醇光催化生成苯甲醛中的应用，其特征在于，所述可见—近红外光波长为1000—2500nm。