[发明专利]一种聚苯乙烯/聚苯胺复合微球负载型催化剂的制备方法

摘要

一种聚苯乙烯/聚苯胺复合微球负载钼系催化剂的制备方法，属于高分子负载型金属催化材料制备技术领域。本发明运用聚苯乙烯微球为硬模板，将其加入到分散有苯胺单体的去离子水中，当一次性加入水溶性铁盐类氧化剂后，得到由一维聚苯胺纳米纤维组装而成的海胆状聚苯乙烯/聚苯胺复合微球。在制备负载型催化剂的过程中，以MoO(O2)2(DMF)2为负载催化剂活性中心前体，将其负载于具有特殊纳米结构的聚苯乙烯/聚苯胺微球基材，合成负载型固体催化材料，此时合成的负载型催化剂为超亲水负载型催化剂。将此催化剂在室温条件下用PFOS进行掺杂，可制备超疏水负载型催化剂，使得聚苯乙烯/聚苯胺复合微球负载型催化剂可以适用于多种催化底物及氧源，并具有较高的催化活性。

主权项

一种聚苯乙烯/聚苯胺复合微球负载型催化剂的制备方法，其特征是具体制备步骤为：1)聚苯乙烯微球的制备：首先取5～10摩尔份去离子水在70℃下通氮气20min，量取0.05～0.2摩尔份苯乙烯加入到去离子水中形成苯乙烯和水的二元混合溶液，并继续在70℃下通氮气20min，称取过硫酸钾0.0001-0.001摩尔份并将其溶解于0.2～0.8摩尔份去离子水中形成溶液、并加入到苯乙烯和水的二元混合溶液中形成三元混合溶液，保持体系温度为70℃，300rpm下机械搅拌通氮气反应20-40h，反应过程中三元混合溶液逐渐变为乳白色，将反应后的三元混合溶液进行离心，并用去离子水和无水乙醇各洗三次，真空干燥得到聚苯乙烯微球；2)聚苯乙烯/聚苯胺复合微球载体的制备：首先称取0.02～0.09摩尔份聚苯乙烯微球，并溶解于0.5～1.5摩尔份去离子水中，形成均匀乳状液，用注射器量取0.001～0.010摩尔份的苯胺加入到均匀乳状液中，5-30℃下磁力搅拌3-12h，使苯胺单体溶胀进入聚苯乙烯微球内部，形成溶胀有苯胺单体的聚苯乙烯微球溶液；称取0.002～0.012摩尔份的铁盐类氧化剂并溶解于0.1～0.5摩尔份去离子水中，加入到内部溶胀有苯胺单体的聚苯乙烯微球溶液中，继续5-30℃下磁力搅拌10-24h，内部溶胀有苯胺单体的聚苯乙烯微球溶液的颜色变为墨绿色混合溶液，将反应后的墨绿色混合溶液离心，离心后的固体用去离子水和无水乙醇分别清洗多次至上层清液无色，真空干燥得到聚苯乙烯/聚苯胺复合微球载体；3)MoO(O2)2(DMF)2催化剂活性中心前体的制备：将0.01～0.1摩尔份的MoO3分散于0.015～0.508摩尔份H2O2中，在20～40℃条件下混合搅拌4～6小时，冷却，放置8-16小时；然后加入0.02～0.2摩尔份的DMF，搅拌2～4小时，MoO3与H2O2及DMF混合溶液在2～10℃恒温条件下培养MoO(O2)2(DMF)2晶体，以供负载之用；4)负载型催化剂的制备：称取0.005～0.016摩尔份的MoO(O2)2(DMF)2，加入到1.5～3.5摩尔份的无水乙醇中5-30℃下搅拌；待MoO(O2)2(DMF)2完全溶解，溶液由无色变为淡黄色溶液后，称取载体0.004～0.013摩尔份加入到淡黄色溶液中，5-30℃下磁力搅拌反应40-64h，将反应后溶液离心，离心得到的固体为聚苯乙烯/聚苯胺复合微球负载型催化剂粗产物，再分别用去离子水和无水乙醇洗3次，真空干燥得聚苯乙烯/聚苯胺复合微球负载型催化剂，此时制备的聚苯乙烯/聚苯胺复合微球负载型催化剂具有超亲水性质。