[發(fā)明專利]一種鈀/碳納米管催化劑及制備和應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310264832.X
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN104248950A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李燦;管再鴻;盧勝梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;C07B53/00;C07C51/36;C07C57/38;C07C59/64
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種鈀/碳納米管催化劑，其特征在于：鈀納米粒子擔(dān)載于碳納米管管腔內(nèi)部或外部，催化劑中鈀的擔(dān)載量為0.1-10wt%。

2.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于：以碳納米管外徑為3-100nm，最好為10-50nm；鈀以金屬鈀質(zhì)量計擔(dān)載量為1-10%，其鈀納米粒子直徑尺寸大小為2-5nm。

3.一種權(quán)利要求1或2所述催化劑的制備方法，其特征在于：過程如下：

a）將碳納米管置于濃硝酸中處理3-18小時，最好為6-12小時；過濾，洗滌，干燥，得到功能化的碳納米管載體；

b）將步驟a得到的碳納米管載體浸于金屬鈀鹽溶液中，室溫下超聲處理；

c）將步驟b的碳納米管和金屬鈀鹽的溶液混合物攪拌，緩慢蒸發(fā)溶劑直至成固體狀混合物；所述鈀鹽溶液與碳納米管的比例為5-100mL/g碳納米管；

d）將步驟c得到的混合物置于干燥箱中干燥，研磨；用甲酸鈉水溶液在70～120°C加熱條件下還原30～180分鐘，過濾，洗滌，干燥，得到鈀納米粒子負載于碳納米管管腔內(nèi)部的鈀/碳納米管催化劑。

4.一種權(quán)利要求1或2所述催化劑的制備方法，其特征在于：過程如下：

a）將碳納米管置于濃硝酸中處理3-18小時，最好為6-12小時；過濾，洗滌，干燥，得到功能化的碳納米管載體；

b）將步驟a得到的碳納米管載體浸于二甲苯中，室溫下超聲處理；二甲苯與碳納米管的用量比為10-30mL/g碳納米管；

c）將步驟b的碳納米管和金屬鈀鹽的溶液混合物攪拌均勻；

d）在步驟c得到的混合物中加入甲酸鈉水溶液后攪拌均勻；

e）在步驟d得到的混合物中加入乙醇萃取分離二甲苯，所得固體混合物經(jīng)過濾，干燥，研磨，得到鈀納米粒子擔(dān)載于碳納米管管腔外部的鈀/碳納米管催化劑；

5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，碳納米管為單壁碳納米管，雙壁碳納米管或多壁碳米管，其中多壁碳納米管的管腔外徑范圍為3-100nm，最好為10-50nm；

所用的金屬鈀鹽為各種鈀的鹽，包括氯化鈀、醋酸鈀、硝酸鈀中的一種或二種以上，金屬鈀鹽的溶液的溶劑為水、乙醇和丙酮中的一種或二種以上的混合溶液；

金屬鈀鹽溶液的濃度為0.5-10mg?Pd/mL。

6.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，超聲處理采用超聲震蕩器，功率為120-1000W，工作頻率為40-60KHz，時間為1-3小時，最好為3小時；

其中，甲酸鈉水溶液濃度為24-42mg/mL，所用甲酸鈉與還原的鈀的摩爾比為10-20:1。

7.一種權(quán)利要求1或2所述的鈀/碳納米管催化劑的應(yīng)用，所述的鈀/碳納米管催化劑用于α,β不飽和羧酸的多相氫化反應(yīng)和多相不對稱氫化反應(yīng)。

8.如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，所述的鈀/碳納米管催化劑用于反應(yīng)之前經(jīng)過氫氣還原，還原溫度為25-800°C，最好為200-600°C，還原時間為10-720分鐘，最好為30-180分鐘。

9.如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，反應(yīng)條件：溫度25-150°C；攪拌速度400-1800rpm；氫氣壓力為0.1-10MPa；溶劑為水、1,4-二氧六環(huán)、四氫呋喃、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、正己烷、甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、二甲氧基乙烷和叔丁基甲基醚中的一種或兩種以上。

10.如權(quán)利要求7或9所述的應(yīng)用，所述的α,β不飽和羧酸可分為以下幾類中的一種或二種以上：

1）α苯基肉桂酸類

分子式為ArCH=CArCOOH，其中Ar為各種單取代或多取代的芳基環(huán)，取代基包括H,CH₃,C₂H₅,CH₃O,CF₃或F；

2)α烴基肉桂酸類

分子式為ArCH=CRCOOH,R=CH₃,C₂H₅,n-C₃H₇,i-C₃H₇或t-C₄H₉；其中Ar為各種單取代或多取代的芳基環(huán)，取代基包括H,CH₃,C₂H₅,CH₃O,CF₃或F；3）烴基α,β不飽和羧酸類

分子式為R₁CH=CR₂COOH,R₁或R₂=CH₃,C₂H₅,n-C₃H₇,i-C₃H₇或t-C₄H₉。