一种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂及制备方法，属于多金属氧簇复合物制备【技术领域】。所述催化剂的分子式为(C6H10O5)n·HmXM12O40，是将多金属氧簇和环糊精充分溶解后，过滤，将滤液在室温下利用气相扩散法培养晶体而得到；所述催化剂结构新颖，对水油两相反应有较好的催化效果；所述方法简单易操作。
【专利说明】一种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂及制备方法，属于多金属氧簇 复合物制备【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 多金属氧簇（polyoxometalates，POMs),是一类骨架结构中富含钥、鹤、钥;、 铌、钽等过渡元素的同多和杂多金属氧簇化合物，具有结构的多样性和可调性，以及优 异的物理化学特性，使其在结构化学、药物化学、催化化学以及功能材料化学等方面都 有广阔的研究价值和应用前景（D. L. Long, R. Tsunashima, L. Cronin. Angew. Chem. Int. Ed. 2010,49, 1736-1758)。POMs是优秀的受体分子，可与无机、有机分子以及离子结 合形成性能独特的超分子化合物（4.0〇]^6〇93.〇1111^8，(11?.]\^5^1'，？.]\^313116.〇16111· Rev. 2010, 110,6009 - 6048)。通过静电作用、氢键作用等非共价相互作用可将POMs与 有机大环在分子水平上进行结合形成有机大环-POMs复合物，此类复合物不仅兼具有 机、无机部分的性质，而且由于组分间的协同作用，往往还具备组成物种所不具备的新 的物理和化学性质（X. K. Fang, P K6gerler, L Isaacs, S Uchida, N Mizuno. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131，432-433)，因此在催化，材料化学，药物化学等领域备受瞩目。
[0003] 目前得到的有机大环-POMs复合型催化剂按有机大环的不同有以下几类：葫芦 脲-POMs型、杯芳烃-POMs型和环糊精-POMs型，他们在制备以及催化过程存在制备过程 复杂、成本高，催化剂溶解性差以及催化应用受限的缺陷。首先，制备时通常使用水热烧釜 法（J. LU, J. X. Lin, X. L. Zhao, R. Cao. Chem. Commun. 2011，48, 669-671)，这种方法对设备要 求高、技术难度大、安全性能差、成本高，无法观察晶体生长过程，不直观。其次，制备过程中 需对有机大环或者POMs进行官能化修饰（G. Izzet, M. M6nand, B. Matt, S. Renaudineau, L. M. Chamoreau, M. Sollogoub, A. Proust. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 487-490),使得制备 方法更加复杂，周期增长，成本提高。最后，水热烧釜法得到的晶体往往很难溶解，只能用于 光降解、气体吸附等反应中，对于一些水油两相的液相反应催化效果较差，限制了其催化应 用。
【发明内容】
[0004] 针对已有的有环糊精-POMs复合型催化剂制备过程复杂、成本高，得到的催化剂 溶解性差，催化应用受限制的缺陷，本发明的目的之一是提供一种环糊精-多金属氧簇复 合型催化剂，所述催化剂结构新颖，对水油两相反应有较好的催化效果。目的之二是提供一 种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂的制备方法，所述方法简单易操作。
[0005] 本发明的目的由以下技术方案实现：
[0006] -种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂，所述复合型催化剂的分子式为（C6H 1(i05) n · HmXM1204Q，其中X优选P和Si中的一种，当X优选P时，m = 3 ;X优选Si时，m = 4 ;M优 选Mo和W中的一种；η优选6、7或8 ; (C6H1Q05)n · HmXM1204Q结构式有如下两种：
[0007]
【权利要求】
1. 一种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂，其特征在于：所述复合型催化剂的分子式 为（C 6H1Q05) n · HmXM1204Q，其中，X 为 P 和 Si 中的一种，当X为P 时，m = 3;X为 Si 时，m = 4; Μ为Mo和W中的一种；η为6、7或8 ; (C6H1Q05)n · HmXM1204Q结构式有如下两种：
当 X 为 Si，m = 4 时，（C6H1Q05)n · HmXM1204Q 的结构式为 I ;当 X 为 P，m = 3 时，（C6H1Q05) n · HmXM1204(l的结构式为II。
2. -种如权利要求1所述的环糊精-多金属氧簇复合型催化剂的制备方法，其特征在 于：所述方法步骤如下： 将多金属氧簇和环糊精加入反应器1中，加入良溶剂，搅拌，过滤，取滤液加入反应器2 中，将反应器2置于装有不良溶剂的反应器3中，密封，在室温下利用气相扩散法培养晶体， 得到晶体a，晶体a即为所述环糊精-多金属氧簇复合型催化剂。
3. 根据权利要求2所述的一种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂的制备方法，其特征 在于：多金属氧簇为硅钨酸、磷钨酸、硅钥酸和磷钥酸中的一种。
4. 根据权利要求2所述的一种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂的制备方法，其特征 在于：环糊精为α-环糊精、β-环糊精和Y-环糊精中的一种。
5. 根据权利要求2所述的一种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂的制备方法，其特征 在于：所述良溶剂为去离子水。
6. 根据权利要求2所述的一种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂的制备方法，其特征 在于：所述多金属氧簇和环糊精的物质的量之比为1:1。
7. 根据权利要求2所述的一种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂的制备方法，其特征 在于：不良溶剂与滤液的体积比为1:2 ;不良溶剂为乙腈。
8. 根据权利要求2所述的一种环糊精-多金属氧簇复合型催化剂的制备方法，其特征 在于：所述气相扩散法反应时间为2周。
【文档编号】B01J31/18GK104096592SQ201410367087
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】曹洁, 范艳璇, 徐冲, 胡长文 申请人:北京理工大学