[发明专利]海绵负载的光催化剂及其应用

说明书

本发明提供了一种海绵负载的光催化剂，所述海绵负载的光催化剂由海绵、Linker试剂和光催化剂制成，其中，所述海绵含有表面基团，所述Linker试剂至少含有两个活性官能团，所述光催化剂为有机光催化剂或金属配合物光催化剂，且所述Linker试剂通过所述活性官能团与所述海绵的表面基团化学键合负载在所述海绵表面，所述光催化剂通过与所述Linker试剂的活性官能团键合、连接在所述海绵表面。

技术领域

本发明属于催化剂领域，尤其涉及一种海绵负载的光催化剂及其应用。

背景技术

光催化剂是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质，其通常以可见光作为光源，是一种绿色、高效的催化物质。光催化剂在交叉脱氢偶联反应中的应用越来越受到关注。光催化剂由于其本身并不参与反应，因此，原则上对试过的光催化剂能够进行回收利用。但传统的均相光催化反应，由于后处理过程麻烦，通常会将使用过的光催化剂进行舍弃处理，从而造成了光催化剂的很大浪费。尤其是金属配合物光催化剂，其舍弃后对环境带来很大污染。对光催化剂进行负载，是减少浪费和污染的有效途径，也是实现循环利用的策略之一。被负载的催化剂既要性质稳定，又要不失活性，因此，在制备技术上有很高的要求。在负载光催化剂的技术领域中，如何获得负载有光催化剂的产品是亟待解决的问题。

尽管光催化剂在其他载体上的负载已有报道，如硅胶及多孔的硅胶复合材料、石墨烯及功能化的石墨烯材料、金属-有机框架，但有些载体本身透光性并不好；并且载体均是微小的颗粒，要通过过滤或离心处理，不能满足工业生产的实际需求。海绵是常见的生活用品，具有强稳定性和高透光性的海绵非常适合做光催化剂的载体。海绵负载的催化剂可以重复使用，因此，这将是一个便捷、高效、理想的催化反应过程。将这一技术用于工业生产，将具有巨大的经济价值。目前，还没有其他在海绵上负载催化剂的研究报道，仅有的光催化剂在其他载体上的负载均是以粉末或固体颗粒的形式用于催化反应，不仅影响催化反应的效果，而且回收利用仍然不便。因此，当前需迫切解决的一个问题是提供一种可靠、便捷、高效的光催化剂产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海绵负载的光催化剂及其应用，旨在解决现有技术不对光催化剂作回收处理造成浪费和污染的问题，而现有技术还没有将光催化剂负载在海绵上的研究。

本发明是这样实现的，一种海绵负载的光催化剂，所述海绵负载的光催化剂由海绵、Linker试剂和光催化剂制成，其中，所述海绵含有表面基团，所述Linker试剂至少含有两个活性官能团，所述光催化剂为有机光催化剂或金属配合物光催化剂，且所述Linker试剂通过所述活性官能团与所述海绵的表面基团化学键合负载在所述海绵表面，所述光催化剂通过与所述Linker试剂的活性官能团键合、连接在所述海绵表面。

以及，一种海绵负载的光催化剂在消旋或不对称的交叉脱氢偶联反应的应用。

本发明提供的海绵负载的光催化剂，通过对所述海绵的表面进行化学处理，引入特定的活性官能团，进一步的，通过该活性官能团与所述光催化剂发生化学反应，并以离子键或共价键的方式连接在海绵表面，形成具有光催化活性的海绵催化剂。由此提供的海绵负载的光催化剂，其性质稳定，不影响催化反应的活性；且只需经过简单地挤压将反应液吸进海绵，待反应完成后，再将反应液挤出就能达到光催化反应的目的，且催化过程中光催化剂不会从所述海绵上脱落，有利于所述光催化剂的回收。其次，所述海绵表面可以同时负载含有不同活性官能团的多种Linker试剂，进而与不同类型的光催化剂发生反应，从而实现多种催化剂在海绵表面的同时负载，提高了所述光催化剂的适用范围。再次，所述海绵的疏水性质使非均相催化反应在水相中就能进行。此外，本发明提供的海绵负载的光催化剂，具有载量可控、重复利用率高等优点。

本发明提供的海绵负载的光催化剂的应用，具有稳定性和可回收性强的优点。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的海绵负载的光催化剂的示意图；