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专利号: 2018105371631
申请人: 中国科学院深圳先进技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于葡萄糖催化氧化的蛋黄‑蛋壳结构纳米笼催化剂的制备方法,其特征在于,所述催化剂包括内核和壳层两部分,所述催化剂的内核和壳层之间有空腔,所述催化剂内核的粒径占催化剂整体粒径的1/5~3/5;所述内核为氧化亚铜,外壳为氧化亚铜和过渡金属氢氧化物的复合物,所述过渡金属氢氧化物中的过渡金属包括钴、铁、锌、锰、铬或镍中任意一种或至少两种的组合;

所述制备方法包括以下步骤:

(1)将氧化亚铜分散液与稳定剂和过渡金属盐混合,所述稳定剂包括聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸钠或柠檬酸中任意一种或至少两种的组合,所述过渡金属盐与氧化亚铜的质量比为

1:4~4:1,得到混合液;

(2)向步骤(1)得到的混合液中滴加硫代硫酸盐溶液,所述硫代硫酸盐与步骤(1)中氧化亚铜的摩尔比为1:1~30:1,发生反应,所述反应的时间为15~50min,得到所述蛋黄‑蛋壳结构纳米笼催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂呈八面体结构。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂的粒径为100~1050nm。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂的粒径为400~550nm。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂壳层的厚度为20~50nm。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂外壳中氧化亚铜占外壳总质量的3~10wt%。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂中氧化亚铜占催化剂总质量的30~70wt%。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述氧化亚铜呈八面体结构。

9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述氧化亚铜的粒径为100~

1000nm。

10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述氧化亚铜的粒径为400~500nm。

11.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述氧化亚铜分散液的浓度为0.1~2mg/mL。

12.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述氧化亚铜分散液的溶剂包括水和乙醇。

13.根据权利要求12所述的制备方法,其特征在于,所述水和乙醇的体积比为1:5~5:

1。

14.根据权利要求13所述的制备方法,其特征在于,所述水和乙醇的体积比为1:1。

15.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合方式为氧化亚铜分散液依次与稳定剂和过渡金属盐混合。

16.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述稳定剂与氧化亚铜的质量比为20:1~200:1。

17.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述过渡金属盐包括过渡金属的氯化盐、过渡金属的硫酸盐或过渡金属的硝酸盐中任意一种或至少两种的组合。

18.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合液经超声处理、搅拌处理得到。

19.根据权利要求18所述的制备方法,其特征在于,所述超声处理时间为10~50min。

20.根据权利要求18所述的制备方法,其特征在于,所述搅拌处理时间为10~40min。

21.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述硫代硫酸盐溶液的浓度为0.1~2mol/L。

22.根据权利要求21所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述硫代硫酸盐溶液的浓度为0.25mol/L。

23.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述硫代硫酸盐包括硫代硫酸钠、硫代硫酸钾或硫代硫酸铵中任意一种或至少两种的组合。

24.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述反应的温度为20~40℃。

25.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述反应之后,对反应产物进行洗涤,干燥。

26.根据权利要求25所述的制备方法,其特征在于,所述洗涤所用试剂为水和乙醇。

27.根据权利要求26所述的制备方法,其特征在于,所述洗涤次数为用水和乙醇均至少洗涤1次。

28.根据权利要求27所述的制备方法,其特征在于,所述洗涤次数为用水和乙醇均洗涤

4次。

29.根据权利要求25所述的制备方法,其特征在于,所述干燥温度为20~60℃。

30.根据权利要求25所述的制备方法,其特征在于,所述干燥时间不少于1.5h。

31.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:(1)将粒径为100~1000nm的八面体氧化亚铜分散于水和乙醇混合溶液,形成的分散液与稳定剂和过渡金属盐混合,所述氧化亚铜分散液的浓度为0.1~2mg/mL,稳定剂与氧化亚铜的质量比为20:1~200:1,过渡金属盐与氧化亚铜的质量比为1:4~4:1,超声处理10~

50min,搅拌处理10~40min,得到混合液;

(2)向步骤(1)得到的混合液中滴加浓度为0.1~2mol/L的硫代硫酸盐溶液,所述硫代硫酸盐与步骤(1)中氧化亚铜的摩尔比为1:1~30:1,发生反应,所述反应温度为20~40℃,反应时间为15~50min,然后用水和乙醇均至少洗涤1次,干燥得到所述蛋黄‑蛋壳结构纳米笼催化剂。

32.一种如权利要求1‑31任一项所述的制备方法得到的蛋黄‑蛋壳结构纳米笼催化剂的用途,其特征在于,所述催化剂用于葡萄糖的催化氧化。