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专利号: 2021107899649
申请人: 湖南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.碳水化合物和生物质衍生功能化碳点‑金属杂化催化材料及其应用,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

(1)将碳水化合物用浓磷酸和尿素进行热处理获得磷酸与氨基甲酸功能化的碳点PCQD水溶液;将生物质用氢氧化钠溶液进行水热处理获得羟基功能化的生物质碳点BCQD溶液;

(2)将步骤(1)所得PCQD水溶液与ZrCl4、AlCl3水溶液混合;BCQD水溶液与ZrCl4水溶液混合;然后将这些混合液在一定的温度和pH值下水热处理12 h,得到一系列杂化催化材料PCQD‑Zr、PCQD‑Al和BCQD‑Zr。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中制备PCQD所用碳水化合物为葡萄糖、果糖、木糖、蔗糖、菊糖和淀粉中的一种,制备PCQD所用碳水化合物、浓磷酸和尿素的质量比为1:1:2 1:3:8,热处理温度为135℃,热处理时间为2 h。

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3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中制备BCQD所用生物为竹粉、木粉、果皮和茶渣中的一种,所用氢氧化钠按质量计为生物质用量的60 100%,水热处理~

温度为180 200℃,水热处理时间为9 12 h。

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4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(2)中所述ZrCl4用量按质量计为PCQD、BCQD用量的1~1.75倍,所述AlCl3用量按质量计为PCQD的1~3.4倍,混合溶液pH值为

1 3,水热处理温度为25 150℃,水热处理时间为6 20 h。

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5.根据权利要求1,2和4与根据权利要求1,3和4所述制备方法合成的PCQD‑Zr与BCQD‑Zr,作为转移加氢催化剂,被应用于催化糠醛在仲醇介质转化为糠醇的反应,以及被应用于催化乙酰丙酸和乙酰丙酸酯在仲醇介质中转化为γ‑戊内酯的反应。所述仲醇为异丙醇或

2‑丁醇。

6.根据权利要求1,2和4所述制备方法合成的PCQD‑Al,作为醇解催化剂,被应用于催化糠醇在醇介质中转化为乙酰丙酸酯的反应。所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇或正丁醇。

7.根据权利要求1,2和4所述制备方法合成的PCQD‑Al和PCQD‑Zr混合型催化剂被应用于催化糠醇在异丙醇介质中醇解与转移加氢合成γ‑戊内酯的一锅反应中。PCQD‑Al和PCQD‑Zr质量比分别为2:1、1.5:1、1:1、1:1.5、1:2,混合催化剂用量为0.075 0.15 g,糠醇~

用量为1‑4mmol,异丙醇2 4 mL,醇解反应温度为90 130℃,反应时间为8 h;转移加氢反应~ ~

温度为130 190℃,反应时间为10 h。

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