[發(fā)明專利]溫控兩相納米催化體系及其應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810229763.8
• 申請日: 2008-12-12
• 公開（公告）號: CN101450325A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王艷華;曾艷;蔣景陽
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J23/40;C07C5/03
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所
• 代理人: 王樹本

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有溫控相變化功能，用于過渡金屬納米催化劑易于分離回收的溫控兩相納米催化體系與應(yīng)用。?

技術(shù)背景?

過渡金屬納米催化劑用于均相或多相催化反應(yīng)中所表現(xiàn)出的高活性等特性已經(jīng)引起國內(nèi)外催化界的極大關(guān)注。過渡金屬納米催化劑主要由中心金屬粒子和用于防止其聚集成大顆粒的穩(wěn)定劑組成。目前，見諸報導(dǎo)的穩(wěn)定劑有供電子配體、表面活性劑和聚合物等。中科院北京化學(xué)所的劉漢范研究員等在聚合物穩(wěn)定納米催化劑方面作了大量工作(J.Mol.Catal.A：Chem.，2000，159(1)，115-120；J.Mol.Catal.A：Chem.，2000，157(1-2)，217-224；React.FunctionalPolym.，2000，44(1)，21-29)。G.Schmid等首次合成了膦配體穩(wěn)定的油溶性和水溶性的金納米催化劑(Chem.Ber.，1981，114，3634-3642)。Boennemann等則通過化學(xué)還原法合成了Ru，Rh，Pd等十幾種表面活性劑穩(wěn)定的過渡金屬納米催化劑(Appl.Organomet.Chem.，1997，11，783-796；J.Organomet.Chem.，1996，520，143-162)。Huang等報導(dǎo)了以鄰菲絡(luò)啉為穩(wěn)定劑在離子液體中合成了鈀納米催化劑用于烯烴的加氫反應(yīng)，但是體系不具有“高溫混溶，室溫分相”功能(Chem.Commun.，2003，1654-1655)。北京大學(xué)寇元教授等報導(dǎo)了以離子液體和與其結(jié)構(gòu)相似的共聚物共同穩(wěn)定的Rh納米催化劑的應(yīng)用，該催化劑同樣不具備溫控功能(J.Am.Chem.Soc.，2005，127，9694-9695)。Jairton?Dupont等報導(dǎo)了納米Ru-NPs分散固定在酰亞胺離子液體中兩相催化芳烴的選擇性加氫，在該兩相體系中不能很好地實現(xiàn)納米催化劑的回收使用(Inorg.Chem.，2008，47，8995-9001)。但以含聚醚鏈的離子液體(1)為穩(wěn)定劑的過渡金屬納米催化劑的制備及以含聚醚鏈的離子液體(1)與甲苯、正庚烷組成的溫控兩相納米催化體系中的高碳烯烴加氫反應(yīng)的研究尚未見文獻(xiàn)報導(dǎo)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有溫控相變化功能的溫控兩相納米催化體系，即一種具有高溫互溶為一相，室溫又分為兩相功能的催化反應(yīng)體系，可用于過渡金屬納米催化劑的分離回收。該兩相體系中的一相是由含聚醚鏈的離子液體(1)和以該離子液體(1)為穩(wěn)定劑的過渡金屬釕，銠或鈀納米催化劑組成，另一相為甲苯和正庚烷的混合溶劑；納米催化劑的平均粒徑為2～4nm，含聚醚鏈的離子液體(1)是一種含有聚乙氧基鏈長n＝12，16，22的季銨鹽，其結(jié)構(gòu)為：?

CH₃(OCH₂CH₂)_nN⁺Et₃SO₃^-CH₃????(1)?

在此溫控兩相納米催化體系中，含聚醚鏈的離子液體(1)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為9.1％～13.2％；Ru，Rh或Pd納米催化劑在體系中的量為離子液體(1)質(zhì)量的0.09％～0.15％，該體系在40-80℃混溶呈一相，室溫下分成界面清晰的兩相。?

該溫控兩相納米催化體系的制備方法為：以含聚醚鏈離子液體(1)為穩(wěn)定劑的過渡金屬納米催化劑的制法是將含聚醚鏈的離子液體(1)和過渡金屬鹽RuCl₃·3H₂O，RhCl₃·3H₂O或PdCl₂按摩爾比為100∶1加入不銹鋼高壓釜中，加熱攪拌至過渡金屬鹽完全溶解，上緊釜并檢漏，用1.0MPa?H₂置換3～5次，然后充入4.0MPa的氫氣，在反應(yīng)溫度為60～80℃，攪拌反應(yīng)1～2h，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻，制得含平均粒徑為2～4nm的過渡金屬納米催化劑的含聚醚鏈的離子液體(1)的一相；另一相的甲苯和正庚烷的混合溶劑在使用時加入，其中甲苯?的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為86％～98％，正庚烷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％～14％。?