一种固液杂化乳液球壳催化剂及其制备方法

本发明属于催化材料，具体涉及一种固液杂化乳液球壳催化剂，还涉及一种固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法。

背景技术：

1、固液杂化乳液球壳通常由有机相交联剂、引发剂及乳化剂协同组装而成，可在温和条件下实现乳液模板向固体球壳的转变。该固液杂化结构兼具乳液体系的界面特性与固体材料的长期稳定性，通过精准调控壳层厚度及孔隙率，可显著提升环己酮电催化氧化制己内酯的反应效率。

2、在电催化环己酮氧化过程中，环己酮分子在电催化剂表面覆盖度高能够有效抑制水分子在电极表面发生的副反应（例如：水氧化、水还原等）。鉴于多数环己酮分子与水不互溶，传统非均相体系往往面临传质受限、转化率偏低等问题。而乳液球壳中的有机相可作为底物环己酮分子的富集层，将反应物有效吸附并输送至活性中心附近，从而缩短传质路径、强化反应效率。

3、相较于传统油水两相形成的软物质界面结构（例如：pickering乳液结构），固液杂化球壳展现出优异的机械性，可实现对界面厚度及活性中心空间分布的纳米级精准调控。通过优化乳液模板中颗粒浓度、粒径分布及固化工艺参数，能够精确设计壳层微结构，满足不同催化场景的需求。

4、此外，该类材料在连续化生产方面展现出良好的工艺兼容性。乳液模板可通过微流控技术实现单分散化，通过固化步骤集成于连续生产线中，为规模化制备提供了可行路径。模板法本身具有极高的普适性，几乎任何可乳化的液体均可作为模板，颗粒种类与固化方式的组合极为丰富，赋予材料设计极大的灵活性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法，用以提高传统pickering乳液的抗干扰性和耐高温性，增强其长期使用的可持续性。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：

3、步骤1，称取偶氮异丁腈、甲苯和乙二醇二甲基丙烯酸酯；每10 ml的甲苯对应20mg的偶氮异丁腈和0.1 m - 0.5 m的乙二醇二甲基丙烯酸酯；

4、步骤2，将步骤1称取的偶氮异丁腈和乙二醇二甲基丙烯酸酯溶解到甲苯中，直至得到分散均匀的溶液；

5、步骤3，将步骤2得到的分散均匀的溶液加入到含有sno2的碳酸钠溶液，得到混合溶液；其中偶氮异丁腈和sno2的质量比为1：3；

6、步骤4，将步骤3所得混合溶液使用均质机乳化，制备水包油的皮克林乳液；

7、步骤5，将步骤4得到的皮克林乳液转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜内进行热处理，得到固液杂化乳液球壳；

8、步骤6，对步骤5所得的固液杂化乳液球壳进行洗涤、干燥；

9、步骤7，对步骤6所得的固液杂化乳液球壳进行刻蚀，得到固液杂化乳液球壳催化剂。

10、本发明的技术方案，还具有以下特点：

11、作为本发明的一种优选的技术方案，在所述步骤2中：偶氮异丁腈和乙二醇二甲基丙烯酸酯加入到甲苯溶液并置于离心管中搅拌均匀。

12、作为本发明的一种优选的技术方案，在所述步骤3中：碳酸钠溶液的浓度为0.5 m。

13、作为本发明的一种优选的技术方案，在所述步骤4中：使用均质机进行乳化的功率为300 w，时间为3 min。

14、作为本发明的一种优选的技术方案，在所述步骤5中：加热容器为水热烘箱，水热的温度为85℃，水热2 - 12 h。

15、作为本发明的一种优选的技术方案，在所述步骤6中：干燥的温度为60℃，时间为6h。

16、作为本发明的一种优选的技术方案，在所述步骤7中：刻蚀的温度为60℃，时间不超过24 h。

17、本发明的第二个目的在于提供一种固液杂化乳液球壳催化剂，用以提高传统pickering乳液的抗干扰性和耐高温性，增强其长期使用的可持续性。

18、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种固液杂化乳液球壳催化剂，其由上述的一种固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法得到。

19、本发明的有益效果是：

20、（1）本发明的固液杂化乳液球壳催化剂作为一种新兴的材料，可以很大程度上减少传统乳液易聚并、破乳及储存稳定性差的问题；材料来源广泛，成本较低，便于生产；所得球壳可承受高强度剪切、挤压及离心作用，有效解决便于后续加工、运输及长期保存。

21、（2）本发明的一种固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法，固体球壳本身可作为功能载体，可实现“结构 - 功能”一体化设计，简化材料体系并提升协同效率。

22、（3）本发明的一种固液杂化乳液球壳催化剂制备方法通过85℃的温和条件下合成，操作方便；

23、（4）本发明的一种固液杂化乳液球壳催化剂制备方法，固化工艺易于与连续化生产线集成，所得单分散微球粒径均一、批间重复性高，具备良好的工业化放大前景。

1.一种固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

2.根据权利要求1所述的固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中：偶氮异丁腈和乙二醇二甲基丙烯酸酯加入到甲苯溶液并置于离心管中搅拌均匀。

3.根据权利要求2所述的固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤3中：碳酸钠溶液的浓度为0.5 m。

4.根据权利要求3所述的固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤4中：使用均质机进行乳化的功率为300w，时间为3min。

5.根据权利要求4所述的固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤5中：加热容器为水热烘箱，水热的温度为85℃，水热2 - 12 h。

6.根据权利要求5所述的固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤6中：干燥的温度为60℃，时间为6 h。

7.根据权利要求6所述的固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤7中：刻蚀的温度为60℃，时间不超过24 h。

8.一种固液杂化乳液球壳催化剂，其特征在于，使用权利要求1-7中任一项所述的固液杂化乳液球壳催化剂的制备方法得到。