[发明专利]一种银/二氧化硅球形干凝胶催化剂的制备方法

说明书

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种银/二氧化硅球形干凝胶催化剂的制备方法。本发明将银负载在具有三维网状孔洞结构的二氧化硅干凝胶上，增加了银的分散度、提高了比表面积、增加了化学稳定性，从而增强了其催化活性，另外将此干凝胶催化剂制备成球形颗粒回收方便，实现循环使用。采用该催化剂催化对硝基酚加氢制备对氨基酚，具有催化活性高、稳定性好的优点。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种银/二氧化硅球形干凝胶催化剂的制备方法。

背景技术

银纳米粒子具有独特的物理化学性质，在电子、化工、生物和制药等领域具有广泛的应用，这些属性依赖于粒子的大小、形状、形态、表面电荷、比表面积以及载体等。银纳米粒子的一个重要应用是催化化学反应的进行，由于其粒径小、比表面积大，这些纳米粒子展现出高的催化活性。

对硝基酚(PNP)是一种非生物降解有毒的环境污染物，而对氨基酚(PAP)却是一种重要的化工原料和医药中间体，随着对氨基酚需求量的增加，采用对硝基酚直接催化加氢制备对氨基酚因其高效、环保成为主要合成路线。

但银纳米粒子不仅制备成本高，而且在范德华力作用下容易团聚，影响其催化活性，另外高温下易烧结导致催化剂失活，因此需要寻找一种价格低廉、制备简单、稳定性好、具有一定强度的载体，对于银基催化剂的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提出一种价格低廉，使用方便，易于回收，催化活性高的银/二氧化硅球形干凝胶催化剂的制备方法。将银负载在具有三维网状孔洞结构的二氧化硅干凝胶上，增加了银的分散度、提高了比表面积、增加了化学稳定性，从而增强了其催化活性，另外将此干凝胶催化剂制备成球形颗粒回收方便，实现循环使用。采用该催化剂催化对硝基酚加氢制备对氨基酚，具有催化活性高、稳定性好的优点。

本发明提供了这种银/二氧化硅球形催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将正硅酸四乙酯和无水乙醇按照体积比1:1搅拌混合均匀得到混合溶液1。

(2)将草酸溶液或硝酸溶液加入混合溶液1中搅拌均匀得到混合溶液2，正硅酸四乙酯与草酸的摩尔比为4035:2-4，正硅酸四乙酯与硝酸的摩尔比为8070:83-167。

(3)将聚乙烯吡咯烷酮K-30加入到去离子水中搅拌均匀得到混合溶液3，聚乙烯吡咯烷酮K-30与正硅酸四乙酯的质量比为1-2：84。

(4)称取硝酸银加入混合溶液3中，继续搅拌至均匀得到混合溶液4，硝酸银的量根据产物银/二氧化硅球形干凝胶中银的质量分数为2-5％计算得到。

(5)将混合溶液4逐滴缓慢加入到混合溶液2中，置于25-60℃的水浴中，伴随磁力搅拌反应，反应3-5h后停止搅拌，将得到的球形固体颗粒水洗后干燥。

(6)将步骤(5)中得到球形固体颗粒煅烧后即可制得银/二氧化硅球形催化剂。

进一步地，步骤(2)中，草酸溶液的浓度为0.008mol/L，硝酸溶液的质量百分浓度为10％。

进一步地，步骤(3)中的去离子水与步骤(2)的草酸溶液或硝酸溶液中的去离子水的体积之和与正硅酸四乙酯的体积的比例为9-10:9。

进一步地，步骤(5)中，磁力搅拌转速为1800-2000转/分钟；干燥指置于60℃烘箱中干燥12h。

进一步地，步骤(6)中，煅烧温度为500℃，煅烧时间为5h。

进一步地，本发明的另一目的在于提供所述的银/二氧化硅球形颗粒用于催化对硝基酚制备对氨基酚，具体步骤如下：

(a)在室温下配制0.1mM的对硝基酚50mL于容量瓶中备用；