[發明專利]Ru/MWCNTs催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310457367.1
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103464149A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 李利民;徐三魁;張朋;李蕊;郭楠楠
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46;B01J37/02
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

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技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，特別涉及一種Ru/MWCNTs催化劑及其制備方法。

背景技術

負載型釕碳催化劑廣泛應用于氨的合成、葡萄糖加氫制山梨醇、含苯環化合物的加氫等。葡萄糖催化加氫制備山梨醇是目前制備山梨醇的主要途徑，山梨醇廣泛應用于食品、藥品、化妝品等領域。在一定壓力下，以間歇式反應釜或循環式流動床作為反應器，以濃度為50%?的葡萄糖溶液作為原料，在催化劑作用下，采用液相催化加氫的方法制得山梨醇。

目前，采用催化加氫法制備山梨醇所用的催化劑大部分是以鎳作為活性組分。以前主要選用雷尼鎳作為催化劑，該催化劑成本較低。后來，由于負載型鎳催化劑的活性較高，負載型鎳催化劑得到了更廣泛的應用。但是鎳催化劑在使用過程中易發生鎳的流失，如在葡萄糖加氫過程中，會發生鎳的溶解，從而導致催化劑活性降低，且山梨醇溶液中鎳的含量較高。在食品、藥品及化妝品行業中，鎳的可殘留最大量是2mg/kg，因此山梨醇中的鎳必須被去除，而去除山梨醇中的鎳則會大大增加生產的成本。近年來，人們對貴金屬作為葡萄糖加氫制備山梨醇的催化劑進行了研究，結果表明，負載型釕催化劑的活性最好，催化活性和催化劑的使用壽命都要優于鎳催化劑。負載量為1%的釕催化劑催化葡萄糖加氫生成山梨醇的轉化率和選擇性與負載量為66.78%的鎳催化劑相當。由于釕的價格較鎳高，因此需要使用大比表面的載體，以使金屬釕得到充分利用、降低釕的使用量。目前，以活性炭作為載體的釕碳催化劑（Ru/AC）已有一些報道。

碳納米管（CNTs）是一種新型碳材料，分為單壁碳納米管(SWCNTs)、雙壁碳納米管(DWCNTs)和多壁碳納米管（MWCNTs）。碳納米管具有獨特的導電和導熱性能，再加上還具有較高的比表面、可調控的納米中空管腔結構和好的穩定性，因此作為負載型催化劑的載體在催化加氫、脫氫和電催化領域有很好的應用前景。

碳納米管與活性炭的孔徑結構以及表面活性中心的種類不同，一般活性炭載體的活性中心為表面的各類含氧官能團和表面結構缺陷，并且活性炭的孔徑大小分布范圍較寬，部分較細的微孔在反應中難以被利用；而碳納米管則不同，納米管的孔徑以中孔居多，且由于碳納米管是由石墨演化而來，它主要由呈六邊形排列的碳原子構成數層到數十層的同軸圓管組成，因而含有大量未成對的離域電子（sp²π電子）沿管壁游動，這些共軛離域π電子構成金屬的主要吸附沉積中心，這樣的吸附中心有利于催化劑的催化作用；同時碳納米管的孔徑分布比較均勻，比表面能得到很好的利用。