[发明专利]一种可见光催化剂及其催化转化CO2

权利要求书

1.一种可见光催化剂，其特征在于，所述可见光催化剂由有机配体和金属氧化物配合而成，所述有机配体为3-(N,N-二甲基烷基铵)丙烷磺酸盐或3-(N,N-二甲基烷基铵)丙烷碳酸盐，所述烷基为碳原子数为1~12的烷基，所述金属氧化物为Fe₃O₄纳米颗粒；所述Fe₃O₄纳米颗粒和有机配体的摩尔比为1:0.5~2；

所述可见光催化剂的制备方法为：

（1）将铁盐溶液和十二烷基硫酸钠加入甲苯中，在氮气保护下加热搅拌，得铁盐乳化液；

（2）向铁盐乳化液中滴加0.30~0.40g/mL的NaOH溶液，搅拌反应40~80min后，滴加无水乙醇，继续搅拌5~10min，得到Fe₃O₄纳米颗粒的悬浮液，加入有机配体，反应0.5~1.5h，冷却过滤、洗涤、干燥后得到可见光催化剂。

2.如权利要求1所述的一种可见光催化剂，其特征在于：步骤（1）中，所述十二烷基硫酸钠、铁盐溶液和甲苯的质量体积比为0.3~1.2g:10mL:90~150mL。

3.如权利要求2所述的一种可见光催化剂，其特征在于：所述铁盐溶液为FeSO₄•7H₂O和FeCl₃•6H₂O的混合水溶液，混合水溶液中FeSO₄的浓度为0.01~0.0500mol/L，FeCl₃的浓度为0.02~0.1mol/L。

4.如权利要求1所述的一种可见光催化剂，其特征在于：步骤（2）中，所述铁盐溶液、NaOH溶液和无水乙醇的体积比为1:0.5~1.5:0.5~1.5。

5.如权利要求1所述的一种可见光催化剂，其特征在于：步骤（1）中，所述加热搅拌为在75~85℃搅拌10~30min；步骤（2）中，所述反应温度为75~85℃。

6.一种如权利要求1~5任一所述的可见光催化剂催化转化CO₂合成苯并氮杂环的应用，其特征在于：所述可见光催化剂能够在可见光照下将CO₂转化到苯并含氮杂环中间体上，其转化的方法为：将原料溶于THF和DMF的混合液中，加入可见光催化剂，通入CO₂，在太阳光照射下进行反应，分离后得到苯并含氮杂环中间体。

7.如权利要求6所述的一种可见光催化剂催化转化CO₂合成苯并氮杂环的应用，其特征在于：所述可见光催化剂与原料的质量摩尔比为0.1~1g/mol；所述原料在混合液中的浓度为0.01~0.3mol/L；所述THF和DMF的体积比为1:0.5~1.5。

8.如权利要求6或7所述的一种可见光催化剂催化转化CO₂合成苯并氮杂环的应用，其特征在于：所述反应为在30~80℃反应3~5h。