[发明专利]一种应用于液相烯烃环氧化反应的三氧化钼纳米反应器的合成方法

摘要

一种应用于液相烯烃环氧化反应的三氧化钼纳米反应器的合成方法，属于催化剂制备技术领域。这种反应器具有空腔和壳层结构，其在液相烯烃环氧化反应中展现出较好的催化活性和稳定性，本发明使用中空介孔二氧化硅球作为催化剂的载体，利用四水合钼酸铵分解产生三氧化钼，将烯烃环氧化催化活性中心三氧化钼引入中空介孔二氧化硅球的空腔和壳层孔道。本发明制备的三氧化钼纳米反应器在透射下具有明显的纳米反应器的特性，并且介孔壳层可以有效地防止三氧化钼活性中心的流失，同时提供反应物与催化剂活性中心作用和产物扩散的分子级通道。这种纳米反应器具有良好的烯烃环氧化催化活性，催化剂在反应12h后，最佳转化率接近100%；同时催化剂的选择性均在95%以上。

主权项

一种三氧化钼纳米反应器的合成方法，其特征在于步骤如下：（1）二氧化硅球的制备：将7‑10 mL质量分数为25%‑28%的氨水、15‑20 mL的无水乙醇和20‑30 mL的去离子水在250 mL的圆底烧瓶中1000‑1500 rpm磁力搅拌2‑4h，混合均匀；然后加入40‑60mL体积分数为9%的正硅酸四乙酯的乙醇溶液，搅拌1min后，调节磁力搅拌速度使其降到300‑500 rpm，继续反应1.5‑2h，最后，将所得的产物先用大量无水乙醇洗涤，再用大量去离子水充分洗涤，然后离心分离，干燥，即得二氧化硅球；（2）中空介孔二氧化硅球的制备：将0.06‑0.07g十六烷基三甲基溴化铵和85‑95 mL 去离子水加入250mL圆底烧瓶中，搅拌使其充分溶解；将步骤（1）制备的0.4‑0.6g二氧化硅球加入上述溶液中，搅拌30‑40min，使二氧化硅球在溶液中充分混合均匀；紧接着加入5‑6 mL 质量分数为3%的 Na2CO3水溶液，先在35℃下恒温搅拌10‑12h，再在50℃下恒温搅拌反应10‑12h；离心得到白色固体产物，先用大量无水乙醇洗涤，再用大量去离子水充分洗涤，离心分离，然后在烘箱中干燥，最后在马弗炉中500‑600℃焙烧5‑7h，除去模板剂十六烷基三甲基溴化铵，得到中空介孔二氧化硅球；（3）三氧化钼纳米反应器的合成：将中空介孔二氧化硅球与一定质量的四水合钼酸铵(NH4)6Mo7O24·4H2O研磨使其充分混合，选择四水合钼酸铵︰中空介孔二氧化硅球的质量比为1:2‑2:1，然后在190‑230℃下恒温24h，随后在400‑450℃下恒温6h，焙烧后的产物分散在去离子水中，再用0.45μm的微孔滤膜过滤，除去介孔二氧化硅球外的三氧化钼颗粒，最后在烘箱中40‑60℃干燥一夜，得到三氧化钼纳米反应器。