[發明專利]膠原纖維負載鉑納米催化劑及其用途

有效

• 申請號: 200710050971.7
• 申請日: 2007-12-25
• 公開（公告）號: CN101185889A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 石碧;廖學品;吳昊
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J31/06
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種膠原纖維負載鉑催化劑及其制備方法和用途。

背景技術

現代化工的基礎是建立在石油、煤、天然氣催化轉化基礎之上的，而催化劑是催化轉化的核心(閻子峰.納米催化技術[M].化學工業出版社，北京，2003)。納米催化劑以其比表面積大、表面能高、晶內擴散通道短、表面催化活性位多、反應條件溫和、催化性能優異等顯著優勢，在工業催化領域已顯示出十分誘人的研究開發和應用前景(陳慶齡.納米催化技術的應用進展.現代化工.2004，24(7)：20-25)。其中，鉑納米金屬催化劑不僅比表面積大、表面活性高，同時還具有極高的目標產物的催化選擇性，使其相對于傳統金屬催化劑擁有更高的催化活性，因而特別適合用于烯烴的催化氧化、還原等一系列反應。

鉑納米金屬催化劑主要分為均相(homogeneous)和非均相(heterogeneous)納米催化劑兩種。雖然均相的鉑納米催化劑具有許多優點，如催化過程中擴散阻力較低，較高的催化活性。但其使用后難以與反應體系分離，影響產物的純度。同時，價格昂貴的鉑金屬難以回收和再利用，不僅浪費資源，而且可能污染環境。為此，最有效地解決這一問題的方法就是將均相的鉑金屬催化劑通過直接吸附或化學鍵連接等手段固載于某種惰性載體上，從而制備出非均相鉑金屬納米催化劑。目前報道最多的非均相催化劑的載體材料主要有無機類材料和有機類材料。無機類主要有活性碳、分子篩(沸石)、金屬氧化物等；有機類材料主要以合成類聚合材料為主，如聚-N-乙烯甲酰胺、聚-2-乙烯吡啶、苯乙烯-二乙烯苯共聚物等。

近年來，以天然高分子或合成高分子為載體合成納米結構催化劑引起了人們的廣泛關注(Guibal?E.Heterogeneous?catalysis?on?chitosan-based?materials：a?review.Prog.Polym.Sci.2005，30：71-109.，Patel?D?R，Ram?R?N.Hydrogenation?of?nitrobenzene?usingpolymer?anchored?Pd(II)complexes?as?catalyst.J.Mol.Catal.A：Chem.1998，130：57-64.)。一方面，可以賦予高分子不同的功能基團使其具有與催化劑中心金屬較強的結合能力；另一方面，由于載體官能團對催化劑中心金屬的配位作用，使其具有較高的活性、選擇性和良好的穩定性(Baiker?A.Progress?in?asymmetric?heterogeneous?catalysis：design?ofnovel?chirally?modified?platinum?metal?catalysts.J.Mol.Catal.A：Chem.1997.115：473-93.，Tada?M，Iwasawa?Y.Advanced?chemical?design?with?supported?metal?complexesfor?selective?catalysis.Chem.Commun.2006，27：2833-2844.)。淀粉衍生物(Huang?K，XueL，Hu?Y?C，Huang?M?Y，Jiang?Y?Y.Catalytic?behaviors?of?silica-supportedstarch-polysulfosiloxane-Pt?complexes?in?asymmetric?hydrogenation?of4-methyl-2-pentanone.React.Funct.Polym.2002，50：199-203.)、明膠(Zhang?X，Geng?Y，Han?B，Ying?M?Y，Huang?M?Y，Jiang?Y?Y.Asymmetric?hydrogenation?of?ketones?catalyzedby?zeolite-supported?gelatin?Fe-complex.Polym.Adv.Technol.2001，12：642-6.)、藻酸鹽或藻酸(Wei?W?L，Zhu?H?Y，Zhao?C?L，Huang?M?Y，Jiang?Y?Y.Asymmetric?hydrogenationof?furfuryl?alcohol?catalyzed?by?a?biopolymer-metal?complex，silica-supported?alginicacid-amino?acid-Pt?complex.React.Funct.Polym.2004，59：33-39.)、纖維素(Mastrorilli?P，Nobile?C?F.Supported?catalyst?from?polymerizable?transition?metal?complexes.Coordination?Chem.Rev.2005，248：377-395)、甲殼素或殼聚糖(Chiessi?E，Pispisa?B.Polymer-supported?catalysis：oxidation?of?catecholamines?by?Fe(III)and?Cu(II)complexesimmobilized?to?chitosan.J.Mol.Catal.1994，87：177-194.)等已作為天然高分子材料用作納米催化劑的載體。由于特殊的組成和空間結構，天然高分子通常具有立體選擇性，即特殊的手性性質，在手性合成中具有廣泛的應用前景(Macquarrie?D?J，Hardy?J?JE.Applications?of?functionalized?chitosan?in?catalysis.Ind.Eng.Chem.Res.2005，44：8499-8520.)。