[发明专利]一种氧化铁光催化烷烃氧化的方法

权利要求书

1.一种氧化铁光催化烷烃氧化的方法，其特征在于：该方法以氧化铁与N-羟基邻苯二甲酰亚胺或其衍生物组成光催化体系，以空气或氧气为氧化剂，在可见光照射下，实现烃类在室温条件下的选择性氧化，生成含氧化学品；

具体步骤为：将底物烃类以及N-羟基邻苯二甲酰亚胺或其衍生物溶解于溶剂中，加入氧化铁催化剂，随后将光反应器内气氛置换为0~0.5 Mpa的空气或氧气，0 MPa代表反应体系为常压，在20~35 ^oC下，可见光照射下反应10 ~ 600 min后，生成相应的醛，酮或有机酸；

底物烃类为以下化合物中的一种或两种以上；

（1）脂肪烃类化合物，环己烷或环己烯；

（2）单苯环芳香烃类化合物， C₆H_5-x-(C_nH_2n+1)_x ，其中x=1~5， n=1~4，x代表取代基的数目，C_nH_2n+1代表不同的取代基，当x1时， C_nH_2n+1为相同的取代基和/或不同的取代基。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：光催化体系由氧化铁与N-羟基邻苯二甲酰亚胺或其衍生物构成；

其中，

（1）氧化铁为FeO，α-Fe₂O₃，γ-Fe₂O₃，Fe₃O₄中的一种或两种以上；

（2）N-羟基邻苯二甲酰亚胺（NHPI）及其衍生物的结构式为：

其中，R为相同或不同的取代基，R=-H，-F，-Cl，-Br，-I，-CH₃，-OCH₃，-NH₂，-NO₂，-CHO，-Ph或-COCH₃中的一种或两种以上。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：反应底物烃类化合物的浓度为0.05~10mol/L，氧化铁的摩尔用量为底物烃类摩尔用量的30~200%，N-羟基邻苯二甲酰亚胺或其衍生物的摩尔用量为底物烃类摩尔用量的10~60%。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：反应用到的溶剂为乙腈、甲醇、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或1,4-二氧六环中一种或两种以上。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：反应所用的可见光源波长为400~650 nm，所述光源为单一波长、混合波长或连续波长，其光源功率为2~100 W。