用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂、其制备方法及用途

本发明属于光催化，具体涉及一种用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂，其制备方法及作为催化剂的用途。

背景技术：

1、过氧化氢在工业流程、医疗和生活中有着广泛的应用，还能作为一种可持续的、碳中和的燃料在电化学燃料电池中使用，仅产生水。然而，目前过氧化氢的生产方法采用的是耗能巨大的蒽醌法，该方法需要氢气和氧气，并且使用昂贵的钯催化剂。光催化将太阳能转化并储存为化学能，制备h2o2具有绿色优势，避免蒽醌法的高能耗、危险性。然而，目前大多数研究仅专注于光催化氧还原合成h2o2，且常需牺牲剂，限制了实际应用。从经济角度来看，将光催化将o2转化为h2o2与醇类的定向氧化相结合，构成了一种更高效的太阳能转换系统，能够同时实现电化学燃料和高附加值有机化学品的生产，具有重要研究与应用价值。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种利用苯二酚和/或二羟基吡啶与一元醛制得的酚醛树脂，其用于蒽醌法制备过氧化氢的催化剂，避免使用昂贵的钯催化剂，具有良好的催化活性，能够同时实现电化学燃料和高附加值有机化学品的生产，从而完成本发明。

2、本发明的目的在于提供一种用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂，其通过包括苯二酚和/或二羟基吡啶的原料，与一元醛反应制得。

3、所述苯二酚选自1,2-苯二酚、1,3-苯二酚、1,4-苯二酚中的一种或几种，优选为1,3-苯二酚。

4、所述二羟基吡啶选自2,3-二羟基吡啶和/或3,5-二羟基吡啶，更优选为3,5-二羟基吡啶。

5、所述一元醛选自一元烷基醛中的一种或几种，优选选自含碳数为c1~c5的一元烷基醛中的一种或几种，更优选为甲醛。

6、本发明的又一目的在于提供所述用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂的制备方法，所述方法将一元醛和催化剂加入到含有苯二酚和/或二羟基吡啶的溶液中，加热反应，后处理得到所述酚醛树脂。

7、所述方法具体包括以下步骤：

8、步骤（1）将苯二酚和/或二羟基吡啶加入到溶剂中，搅拌加热，得到溶液a；

9、步骤（2）将一元醛和催化剂加入到溶液a中，搅拌均匀，置于密封反应容器中，加热反应，得到反应液；

10、步骤（3）后处理反应液，得到所述酚醛树脂。

11、本发明的再一目的在于提供所述用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂的用途，作为催化剂用于水和氧气制备过氧化氢。

12、本发明具有以下有益效果：

13、（1）本发明以苯二酚、二羟基吡啶和一元醛制得酚醛树脂，通过吡啶氮的引入，提高芳香结构的π电子密度，有利于载流子转移，吡啶n作为活性位点活化o2，调节催化剂能带位置和能带范围，使得其催化活性得到明显提高，能够满足光催化制备过氧化氢的需求。

14、（2）本发明提供的用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂具有优异的催化产h2o2性能。

15、（3）本发明采用水热合成方法制备的酚醛树脂，方法简单易操作，成本低。

16、

1.一种用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂，其通过包括苯二酚和/或二羟基吡啶的原料，与一元醛反应制得。

2.根据权利要求1所述的用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂，其特征在于，所述苯二酚为1,3-苯二酚，所述二羟基吡啶为3,5-二羟基吡啶，所述一元醛为甲醛。

4.一种根据权利要求1至3之一所述的用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述方法将一元醛和催化剂加入到含有苯二酚和/或二羟基吡啶的溶液中，加热反应，后处理得到所述用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述苯二酚和二羟基吡啶的总摩尔量与一元醛的摩尔量比为1:(0.5-1.5)。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述溶剂选自水、醇类溶剂和醚类溶剂中的一种或几种，优选为水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙醚、丙醚、二乙二醇二丁醚和三乙二醇二丁醚中的一种或几种。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述催化剂选自碱性催化剂中的一种或几种，优选为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡和氨水中的一种或几种，更优选为氨水；所述一元醛与催化剂的摩尔比为7.2:(1.6-3.6)。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述密封反应容器优选为聚四氟乙烯衬里的高压反应釜，加热反应的温度为220-280℃，反应时间为18-30h。

10.一种根据权利要求1至3之一所述的用于催化制备过氧化氢的酚醛树脂的用途，其特征在于，作为催化剂用于水和氧气制备过氧化氢。