本發(fā)明涉及催化領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合催化材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚合反應(yīng)在大宗化學(xué)品生產(chǎn)中至關(guān)重要，例如利用甲基丙烯酸甲酯進(jìn)行聚合反應(yīng)生產(chǎn)聚甲基丙烯酸甲酯(簡(jiǎn)稱pmma)，而聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的透光性、電絕緣性、耐溶劑性和耐候性等，經(jīng)后加工后，可應(yīng)用于液晶導(dǎo)光板、led燈具、光纖材料、光學(xué)產(chǎn)品、汽車(chē)零部件、家電部件、以及日常生活必需品。又如，利用苯乙烯進(jìn)行聚合反應(yīng)生產(chǎn)聚苯乙烯，而聚苯乙烯同樣在各領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

2、聚合反應(yīng)中常常需要催化劑參與，過(guò)渡金屬酞菁配合物(mpc)，其中的過(guò)渡金屬與酞菁分子中心四個(gè)氮原子配位形成平面四方構(gòu)型，表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和溶劑穩(wěn)定性，在磁學(xué)、光學(xué)、電化學(xué)、催化反應(yīng)等方面也有著突出的應(yīng)用。這類配合物通常具有豐富的氧化還原態(tài)，以及可調(diào)控的金屬中心及配體環(huán)境。但研究表明過(guò)渡金屬酞菁配合物本身沒(méi)有催化聚合反應(yīng)(如甲基丙烯酸甲酯聚合反應(yīng))的活性。因此，若能將過(guò)渡金屬酞菁配合物進(jìn)行改性和利用，用于催化聚合反應(yīng)，將具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合催化材料及其制備方法與應(yīng)用，旨在解決過(guò)渡金屬酞菁配合物本身沒(méi)有催化聚合反應(yīng)的活性的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明的第一方面，提供一種復(fù)合催化材料，其中，所述復(fù)合催化材料包括失電子的電子化物和與所述失電子的電子化物通過(guò)靜電吸引作用結(jié)合的得電子的過(guò)渡金屬酞菁配合物；

4、所述得電子的過(guò)渡金屬酞菁配合物中過(guò)渡金屬元素的化合價(jià)低于所述過(guò)渡金屬酞菁配合物未得電子時(shí)其中的過(guò)渡金屬元素的化合價(jià)。

5、可選地，所述電子化物包括七鋁十二酸鈣電子化物、y5si3、lacu0.67si1.33、lani0.5si1.5、lacosi、larusi、lah2、ca2n和y2c中的至少一種。

6、可選地，所述過(guò)渡金屬酞菁配合物包括酞菁鈷、酞菁鐵、磺化酞菁鈷和氨基酞菁鈷中的至少一種。

7、可選地，所述得電子的過(guò)渡金屬酞菁配合物中過(guò)渡金屬元素的化合價(jià)為+1。

8、本發(fā)明的第二方面，提供一種本發(fā)明如上所述的復(fù)合催化材料的制備方法，其中，包括如下步驟：

9、將過(guò)渡金屬酞菁配合物和電子化物加入到有機(jī)溶劑中，得到混合液；

10、將所述混合液進(jìn)行球磨，得到所述復(fù)合催化材料。

11、可選地，所述電子化物包括七鋁十二酸鈣電子化物、y5si3、lacu0.67si1.33、lani0.5si1.5、lacosi、larusi、lah2、ca2n和y2c中的至少一種；所述過(guò)渡金屬酞菁配合物包括酞菁鈷、酞菁鐵、磺化酞菁鈷和氨基酞菁鈷中的至少一種；所述有機(jī)溶劑包括n,n-二甲基甲酰胺、甲醇中的至少一種。

12、可選地，所述球磨的轉(zhuǎn)速為300～600rpm；進(jìn)行球磨的過(guò)程中，每球磨30min后靜置30min，球磨和靜置的總時(shí)間為6～12h。

13、可選地，所述過(guò)渡金屬酞菁配合物與電子化物的質(zhì)量比為1:(5～20)。

14、本發(fā)明的第四方面，提供一種本發(fā)明如上所述的復(fù)合催化材料和/或采用本發(fā)明如上所述的制備方法制備得到的復(fù)合催化材料在催化聚合反應(yīng)中的應(yīng)用。

15、可選地，所述聚合反應(yīng)為甲基丙烯酸甲酯聚合反應(yīng)或苯乙烯聚合反應(yīng)。

16、有益效果：本發(fā)明中失電子的電子化物與得電子的過(guò)渡金屬酞菁配合物通過(guò)靜電吸引作用結(jié)合形成復(fù)合催化材料，復(fù)合催化材料中過(guò)渡金屬為低價(jià)過(guò)渡金屬，其能夠在聚合反應(yīng)過(guò)程中促進(jìn)活性自由基中間體生成，具有較好的催化活性，對(duì)于聚合反應(yīng)具有較高的催化效率。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合催化材料，其特征在于，所述復(fù)合催化材料包括失電子的電子化物和與所述失電子的電子化物通過(guò)靜電吸引作用結(jié)合的得電子的過(guò)渡金屬酞菁配合物；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合催化材料，其特征在于，所述電子化物包括七鋁十二酸鈣電子化物、y5si3、lacu0.67si1.33、lani0.5si1.5、lacosi、larusi、lah2、ca2n和y2c中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合催化材料，其特征在于，所述過(guò)渡金屬酞菁配合物包括酞菁鈷、酞菁鐵、磺化酞菁鈷和氨基酞菁鈷中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合催化材料，其特征在于，所述得電子的過(guò)渡金屬酞菁配合物中過(guò)渡金屬元素的化合價(jià)為+1。

5.一種如權(quán)利要求1所述的復(fù)合催化材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述電子化物包括七鋁十二酸鈣電子化物、y5si3、lacu0.67si1.33、lani0.5si1.5、lacosi、larusi、lah2、ca2n和y2c中的至少一種；所述過(guò)渡金屬酞菁配合物包括酞菁鈷、酞菁鐵、磺化酞菁鈷和氨基酞菁鈷中的至少一種；所述有機(jī)溶劑包括n,n-二甲基甲酰胺、甲醇中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述球磨的轉(zhuǎn)速為300～600rpm；進(jìn)行球磨的過(guò)程中，每球磨30min后靜置30min，球磨和靜置的總時(shí)間為6～12h。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述過(guò)渡金屬酞菁配合物與電子化物的質(zhì)量比為1:(5～20)。

9.一種權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的復(fù)合催化材料和/或采用權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的復(fù)合催化材料在催化聚合反應(yīng)中的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述聚合反應(yīng)為甲基丙烯酸甲酯聚合反應(yīng)或苯乙烯聚合反應(yīng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種復(fù)合催化材料及其制備方法與應(yīng)用，涉及催化領(lǐng)域，一種復(fù)合催化材料，其特征在于，所述復(fù)合催化材料包括失電子的電子化物和與所述失電子的電子化物通過(guò)靜電吸引作用結(jié)合的得電子的過(guò)渡金屬酞菁配合物；所述得電子的過(guò)渡金屬酞菁配合物中過(guò)渡金屬元素的化合價(jià)低于所述過(guò)渡金屬酞菁配合物未得電子時(shí)其中的過(guò)渡金屬元素的化合價(jià)。本發(fā)明中失電子的電子化物與得電子的過(guò)渡金屬酞菁配合物通過(guò)靜電吸引作用結(jié)合形成復(fù)合催化材料，復(fù)合催化材料中過(guò)渡金屬為低價(jià)過(guò)渡金屬，其能夠在聚合反應(yīng)過(guò)程中促進(jìn)活性自由基中間體生成，具有較好的催化活性，對(duì)于聚合反應(yīng)具有較高的催化效率。

技術(shù)研發(fā)人員：鄔家臻,郭志林,劉一佳,胡昕萌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6