一种硼氮磷共掺杂无金属催化剂及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114939430A(43)申请公布日2022.08.26(21)申请号202210643297.8(22)申请日2022.06.08(71)申请人东北师范大学地址130022吉林省长春市南关区人民大街5268号(72)发明人陶鑫王贺(74)专利代理机构长春吉大专利代理有限责任公司22201专利代理师王恩远(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)C07D317/36(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种硼氮磷共掺杂无金属催化剂及其制备方法与应用(57)摘要本发明的一种硼氮磷共掺杂无金属催化剂及其制备方法与应用属于催化材料技术领域，在容器中按顺序加入蔗糖、硼酸、去离子水、九水合硝酸铝、磷酸和三聚氰胺后搅拌均匀，再加入乙酸直至溶液完全澄清，将所得溶液干燥处理除去水分得到干凝胶，所得干凝胶在马弗炉中焙烧、研磨、过40～60目筛子、700～900℃晶化，然后用硝酸进行洗涤，得到硼氮磷共掺杂无金属催化剂；所得催化剂用于催化合成碳酸甘油酯。本发明的催化剂合成工艺简单，原料廉价易得，可多次循环使用。CN114939430ACN114939430A权利要求书1/1页1.一种硼氮磷共掺杂无金属催化剂的制备方法，在容器中按顺序加入蔗糖、硼酸、去离子水、九水合硝酸铝、磷酸和三聚氰胺后搅拌均匀，再加入乙酸直至溶液完全澄清，将所得溶液干燥处理除去水分得到干凝胶，所得干凝胶在马弗炉中焙烧，得到黑色固体，然后通过研磨，过40～60目筛子，得到颗粒均一的黑色颗粒，然后通过气相沉积炉进行700～900℃晶化，然后用3～5mol/L硝酸进行洗涤，得到硼氮磷共掺杂无金属催化剂；其中，按摩尔比，蔗糖:硼酸:硝酸铝:磷酸:三聚氰胺＝7.5:10:6.75:24:1。2.根据权利要求1所述的一种硼氮磷共掺杂无金属催化剂的制备方法，其特征在于，晶化温度为800℃。3.根据权利要求1所述的一种硼氮磷共掺杂无金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述硝酸的浓度为4mol/L。4.一种硼氮磷共掺杂无金属催化剂，其特征在于，是按照权利要求1的方法制备的。5.一种权利要求1制备的硼氮磷共掺杂无金属催化剂的应用，是用于催化合成碳酸甘油酯，具体步骤为，在真空度7.0KPa的条件下，将甘油与尿素按摩尔比1:1～2混合，加入甘油质量5％的催化剂，在120～140℃下反应，得到碳酸甘油酯，待反应结束之后，滤出催化剂。6.根据权利要求5所述的一种硼氮磷共掺杂无金属催化剂的应用，其特征在于，甘油与尿素的摩尔比为1:1.5，反应温度为140℃。2CN114939430A说明书1/5页一种硼氮磷共掺杂无金属催化剂及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于催化材料技术领域，具体涉及一种硼氮磷共掺杂无金属催化剂的制备方法与应用，进一步涉及一种用于合成碳酸甘油酯反应的硼氮磷共掺杂无金属催化剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着科技发展的日新月异，国家正在倡导“绿色环保”，生活正在被绿色能源所主导。在新能源的发展中，碳材料凭借耐高温、高强度、导电、可回收、可循环等优良特性，发挥越来越重要的作用。碳材料的种类多种多样，包括石墨材料、碳复合材料、碳纤维、石墨烯等，应用范围比较广的有碳纳米管、石墨烯、富勒烯和活性炭等，正因为它们自身具有的独特的物理性质与独特的结构，已经受到国内外研究者的广泛关注。在催化领域中，碳材料主要用作于催化剂，也可以作为催化剂载体，负载特定的金属，提高催化剂的催化活性。目前，科学技术不断发展，科研工作者已经制备出各种结构性质各异的碳材料，并且在催化、光伏、风电、锂电等领域表现出潜在的应用价值。[0003]碳酸甘油酯(GC)是一种重要的甘油衍生物，它被广泛用作质子溶剂、添加剂和化学中间体。GC由于其低毒、低蒸发率、低可燃性和保湿性，被用作化妆品的润湿剂和医药制剂的载体溶剂。在化学工业中，碳酸甘油酯是一种相对较新的材料，由于它能粘附在金属表面，抗氧化、水解和抗压，因此在作为气体分离膜的新组分、几种材料的溶剂和生物润滑剂方面具有很大的潜力。目前，报道了几种制备碳酸甘油酯的方法：光气法、CO氧化羰基化法、酯交换法、甘油与尿素羰基化法和CO2转化法。其中，以甘油和尿素为原料的尿素醇解被认为是一种高效的分子反应过程，因为氨气是尿素醇解过程中产生的副产物，也可以作为合成尿素的原料。该方法具有反应条件温和、操作安全及产物产率高等优点。合成GC的催化剂主要分为均相催化剂和非均相催化剂两大类。均相催化剂主要是无机盐，如ZnSO4和MgSO4。非均相催化剂主要有：水滑石基催化剂(HT(Mg/Zn/Al)，沸石基催化剂(Zn‑FAU)，锅炉废灰基催化剂(K2SiO3)，钨基催化剂(WO3‑T