[发明专利]活性焦内强路易斯碱性含氧官能团定向构筑方法

权利要求书

1.一种活性焦内强路易斯碱性含氧官能团定向构筑方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤一、在空气或惰性气氛下采用机械球磨处理活性焦；

步骤二、采用液相氧化剂氧化处理机械球磨处理后的活性焦样品，定向引入高含量、高活性的初级含氧官能团；

步骤三、通过基于热诱导的酯化/脱水缩合反应和基于催化诱导的分子内环化反应，实现初级含氧官能团向强路易斯碱性官能团的定向转化，具体步骤如下：

液相氧化剂氧化后的活性焦先进行基于热诱导的酯化/脱水缩合反应，之后，水洗至洗涤液pH=6~7，再进行基于催化诱导的分子内环化反应，实现高含量吡喃酮、羰基、芳香环醚的定向构筑；

所述基于热诱导的酯化/脱水缩合反应的具体步骤如下：采用强酸溶液处理液相氧化剂改性后的活性焦样品，使其酸化，在此基础上，惰性气氛下500~700 ℃热退火酸化后的活性焦样品，同时引发初级含氧官能团间的酯化和脱水缩合反应，使其定向转化为具有强路易斯碱性的吡喃酮和羰基官能团；

所述基于催化诱导的分子内环化反应的具体步骤如下：液相氧化剂改性后的活性焦样品经水洗干燥后，与碱金属盐、过渡金属盐及对应的配体混合于有机溶剂二甲亚砜中并在空气气氛下100~300 ℃加热，引发含氧官能团分子内环化，使其定向转化为具有强路易斯碱性的芳香环醚；

所述碱金属盐包括K₂CO₃、Na₂CO₃、KHCO₃和NaHCO₃中的一种，添加量占活性焦质量的1~5%；过渡金属盐选自CuCl、CuBr、FeCl₂、FeBr₂、NiCl₂、NiBr₂中的一种，添加量占活性焦质量的20~40%；配体选自吡啶和N-甲基咪唑中的一种，添加量占活性焦质量的30~40%；空气气氛下加热的时间设定为30~40 h；

步骤四、去离子水清洗定向构筑强路易斯碱性含氧官能团的活性焦至洗涤液pH=6~7后干燥，得到定向构筑强路易斯碱性含氧官能团的活性焦。

2.根据权利要求1所述的活性焦内强路易斯碱性含氧官能团定向构筑方法，其特征在于所述活性焦为商用柱状活性焦或不定型颗粒焦，机械球磨的转速为100~1000转/分钟，球磨时间为2~72 h。

3.根据权利要求1所述的活性焦内强路易斯碱性含氧官能团定向构筑方法，其特征在于所述液相氧化剂选自HNO₃、KMnO₄、(NH₄)₂S₂O₈、H₂O₂、piranha溶液、HClO₄溶液中的一种，氧化处理的温度为60~90 ℃，时间为18~36 h。

4.根据权利要求1所述的活性焦内强路易斯碱性含氧官能团定向构筑方法，其特征在于所述强酸溶液选自HCl、H₂SO₄、HI、HBr溶液中的一种，浓度为0.5~1.5 M；强酸溶液处理时间为10~20 h；热退火的时间为0.5~1.5 h。

5.一种权利要求1-4任一项所述方法得到的定向构筑强路易斯碱性含氧官能团的活性焦在小分子气体污染物低温催化氧化中的应用。

6.根据权利要求5所述的定向构筑强路易斯碱性含氧官能团的活性焦在小分子气体污染物低温催化氧化中的应用，其特征在于所述小分子气体污染物为SO₂、NO、H₂S中的一种或几种，低温为30~90 ℃。