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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910021316.1 (22)申请日 2019.01.09 (71)申请人 扬州工业职业技术学院 地址 225127 江苏省扬州市华扬西路199号 (72)发明人 金卫星 王元有 金党琴 封娜 束影 钱亚兵 (74)专利代理机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 代理人 于跃 (51)Int.Cl. B01J 27/24(2006.01) C07C 209/36(2006.01) C07C 211/52(2006.01) (54)发明名称 一种新型Fe3O4/g。
2、-C3N4复合材料及其作为催 化剂的应用 (57)摘要 本发明涉及一种新型Fe3O4/g-C3N4复合材料 及其作为催化剂的应用， 所述新型Fe3O4/g-C3N4 复合材料的制备方法包括如下步骤： (1)将硫酸 亚铁、 聚乙烯吡咯烷酮溶于水中， 升温至90后， 加入碱金属氢氧化物溶液， 搅拌4-5h后， 自然冷 却至室温， 过滤， 沉淀用去离子水洗涤后干燥备 用； (2)将步骤(1)得到的沉淀与硝酸镍、 三聚氰 胺， 用研钵研磨均匀后， 放入马弗炉中， 升温至 500， 保温3小时后， 自然冷却至室温， 即得所述 镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料。 权利要求书1页 说明书3页 附图1。
3、页 CN 109603886 A 2019.04.12 CN 109603886 A 1.一种镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料， 其特征在于所述镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材 料的制备方法包括如下步骤： (1)将硫酸亚铁、 聚乙烯吡咯烷酮溶于水中， 升温至90后， 加入碱金属氢氧化物溶液， 搅拌4-5h后， 自然冷却至室温， 过滤， 沉淀用去离子水洗涤后干燥备用； (2)将步骤(1)得到的沉淀与硝酸镍、 三聚氰胺， 用研钵研磨均匀后， 放入马弗炉中， 升 温至500， 保温3小时后， 自然冷却至室温， 即得所述镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料。 2.权利要求1所述的镍掺。
4、杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料， 其特征在于步骤(1)中每毫摩尔硫 酸亚铁使用水10mL、 聚乙烯吡咯烷酮0.2mL。 3.权利要求1-2任一项所述的镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料， 其特征在于步骤(1)中所 述碱金属氢氧化物优选氢氧化钠、 氢氧化钾， 碱金属氢氧化物溶液的浓度优选3-5mol/L， 硫 酸亚铁与碱金属氢氧化物的摩尔比为1:2-3。 4.权利要求1-3任一项所述的镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料， 其特征在于步骤(2)中硝 酸镍的摩尔用量为步骤(1)中硫酸亚铁用量的0.2倍、 三聚氰胺的摩尔用量为步骤(1)中硫 酸亚铁用量的3.5-4.0倍。 5.权利要。
5、求1-4任一项所述的镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料在催化2,4-二氯硝基苯制 备2,4-二氯苯胺中的应用。 6.一种2,4-二氯苯胺的制备方法， 其特征在于包括如下步骤： 将2,4-二氯硝基苯溶于无水乙醇中， 加入催化量的权利要求1-4任一项所述的镍掺杂 的Fe3O4/g-C3N4复合材料， 在0.5-1.0Mpa H2条件下， 反应温度55-60， 反应时间5-8h， 即得 2,4-二氯苯胺。 7.权利要求6所述的制备方法， 其特征在于所述镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料的用量 优选为每克2,4-二氯硝基苯使用0.1-0.2克镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料。 权 。
6、利 要 求 书 1/1 页 2 CN 109603886 A 2 一种新型Fe3O4/g-C3N4复合材料及其作为催化剂的应用 技术领域 0001 本发明属于材料及催化领域， 具体涉及一种新型Fe3O4/g-C3N4复合材料及其作为 催化剂的应用。 背景技术 0002 石墨相氮化碳(g-C3N4)的结构为二维层状， 在分子内部层间以N为杂原子进行共轭 键连接， 在碳原子与氮原子之间由共价键进行连接， ， 使其在酸碱条件下保持很高的稳定 性， 带隙2.7eV， 表现出良好的光催化性能。 目前g-C3N4及其复合材料主要用于光催化水解 制氢制氧、 光催化污染物的降解、 光催化有机合成等领域都有广泛。
7、的应用。 先前发明人采用 热解法制备了一种SiO2/ZnO/g-C3N4纳米材料， 其在光催化降解六价铬中表现出良好的催化 活性(申请号： 201710572468.1)， 为进一步研究g-C3N4复合材料催化剂， 本发明提供一种镍 掺杂的新型Fe3O4/g-C3N4复合材料及其作为催化剂的应用。 发明内容 0003 本发明提供一种镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料， 其特征在于所述镍掺杂的Fe3O4/ g-C3N4复合材料的制备方法包括如下步骤： 0004 (1)将硫酸亚铁、 聚乙烯吡咯烷酮溶于水中， 升温至90后， 加入碱金属氢氧化物 溶液， 搅拌4-5h后， 自然冷却至室温， 过滤。
8、， 沉淀用去离子水洗涤后干燥备用； 0005 (2)将步骤(1)得到的沉淀与硝酸镍、 三聚氰胺， 用研钵研磨均匀后， 放入马弗炉 中， 升温至500， 保温3小时后， 自然冷却至室温， 即得所述镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材 料。 0006 步骤(1)中每毫摩尔硫酸亚铁使用水10mL、 聚乙烯吡咯烷酮0.2mL， 所述碱金属氢 氧化物优选氢氧化钠、 氢氧化钾， 碱金属氢氧化物溶液的浓度优选3-5mol/L， 硫酸亚铁与碱 金属氢氧化物的摩尔比为1:2-3。 0007 步骤(2)中硝酸镍的摩尔用量为步骤(1)中硫酸亚铁用量的0.2倍、 三聚氰胺的摩 尔用量为步骤(1)中硫酸亚铁用量的3.。
9、5-4.0倍。 0008 本发明的另一实施方案提供上述镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料在催化2,4-二氯 硝基苯制备2,4-二氯苯胺中的应用。 0009 本发明的另一实施方案提供一种2,4-二氯苯胺的制备方法， 其特征在于包括如下 步骤： 0010 2,4-二氯硝基苯溶于无水乙醇中， 加入催化量的镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料， 在0.5-1.0Mpa H2条件下， 反应温度55-60， 反应时间5-8h， 即得2,4-二氯苯胺。 0011 所述镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合材料的用量优选为每克2,4-二氯硝基苯使用0.1- 0.2克镍掺杂的Fe3O4/g-C3N4复合。
10、材料。 0012 与现有技术相比， 本发明的优点在于： 本发明提供一种全新的镍掺杂的Fe3O4/g- C3N4复合材料， 该材料可用于催化氢化由2,4-二氯硝基苯制备2,4-二氯苯胺， 反应条件温 说 明 书 1/3 页 3 CN 109603886 A 3 和， 转化率、 选择性较高， 副反应少。 附图说明 0013 图1是产品A的SEM(A)与TEM(B)图。 具体实施方式 0014 为了便于对本发明的进一步理解， 下面提供的实施例对其做了更详细的说明。 但 是这些实施例仅供更好的理解发明而并非用来限定本发明的范围或实施原则， 本发明的实 施方式不限于以下内容。 0015 实施例1 001。
11、6 (1)将硫酸亚铁(10mmol)、 聚乙烯吡咯烷酮(2mL)溶于去离子水(100mL)中， 升温至 90后， 加入NaOH溶液(5mol/L， 4mL)， 搅拌5h后， 自然冷却至室温， 过滤， 沉淀用去离子水洗 涤后干燥备用； 0017 (2)将步骤(1)得到的沉淀与硝酸镍(2mmol)、 三聚氰胺(35mmol)， 用研钵研磨均匀 后， 放入马弗炉中， 升温至500， 保温3小时后， 自然冷却至室温， 即得所述镍掺杂的Fe3O4/ g-C3N4复合材料(以下简称产品A， 图1)。 0018 实施例2 0019 (1)将硫酸亚铁(10mmol)、 聚乙烯吡咯烷酮(2mL)溶于去离子水(1。
12、00mL)中， 升温至 90后， 加入KOH溶液(3mol/L， 10mL)， 搅拌4h后， 自然冷却至室温， 过滤， 沉淀用去离子水洗 涤后干燥备用； 0020 (2)将步骤(1)得到的沉淀与硝酸镍(2mmol)、 三聚氰胺(40mmol)， 用研钵研磨均匀 后， 放入马弗炉中， 升温至500， 保温3小时后， 自然冷却至室温， 即得所述镍掺杂的Fe3O4/ g-C3N4复合材料(以下简称产品B)。 0021 实施例3 0022 2,4-二氯硝基苯(2.0g)溶于无水乙醇(40mL)中， 加入催化量的产品A(0.2g)， 在 1.0Mpa H2条件下， 反应温度55-60， 反应时间8h后即。
13、得2,4-二氯苯胺(气相色谱分析， 转 化率为99.83， 选择性100， 未发现副产物)。 0023 实施例4 0024 2,4-二氯硝基苯(2.0g)溶于无水乙醇(40mL)中， 加入催化量的产品B(0.4g)， 在 0.5Mpa H2条件下， 反应温度55-60， 反应时间5h后即得2,4-二氯苯胺(气相色谱分析， 转 化率为99.90， 选择性100， 未发现副产物)。 0025 实施例5 0026 2,4-二氯硝基苯(2.0g)溶于无水乙醇(40mL)中， 加入Raney-Ni(0.2g)， 在1.0Mpa H2条件下， 反应温度55-60， 反应时间8h后， 气相色谱分析， 转化率。
14、为56.34， 选择性差。 0027 实施例6 0028 2,4-二氯硝基苯(2.0g)溶于甲苯(40mL)中， 加入Raney-Ni(0.2g)， 在1.0Mpa H2条 件下， 反应温度90-95， 反应时间8h后， 气相色谱分析， 2,4-二氯苯胺(保留时间11.40min) 的转化率为99 .80， 选择性92 .51， 发现三个副产物分别是2-氯苯胺(保留时间 10.06min， 2.23)、 苯胺(保留时间8.62min， 2.81)、 3-氯-4-氨基苯酚(保留时间 说 明 书 2/3 页 4 CN 109603886 A 4 11.58min， 2.06)。 说 明 书 3/3 页 5 CN 109603886 A 5 图1 说 明 书 附 图 1/1 页 6 CN 109603886 A 6 。