[發(fā)明專利]多壁碳納米管負(fù)載鉑油脂氫化催化劑

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410302108.6
• 申請(qǐng)日: 2014-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104096559A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳奕;楊希;聶少平;謝明勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/42
• 分類號(hào): B01J23/42;C11C3/12
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，尤其涉及一種貴金屬負(fù)載型油脂氫化催化劑。?

背景技術(shù)

20世紀(jì)初自德國(guó)科學(xué)家Wilhelm首次采用鎳催化劑對(duì)油脂催化加氫以來(lái)，油脂氫化已經(jīng)有了近百年的發(fā)展歷史，氫化目前已成為油脂改性工業(yè)中應(yīng)用最廣，也是最重要的一項(xiàng)工藝，氫化油脂的需求量也逐年增長(zhǎng)。食用油氫化后可以降低油脂的不飽和度，提高熔點(diǎn)，增加固體脂肪的含量；提高食用油脂對(duì)氧和熱的穩(wěn)定性；改善食用油脂的色澤、香味和口感等，擴(kuò)大了在食品中的用途，一般可作為起酥油、人造奶油或代可可脂的原料，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。?

氫化過(guò)程的高溫、高壓、催化條件將導(dǎo)致大量的反式脂肪酸（trans?fatty?acids，TFA）產(chǎn)生，且不同氫化植物油中反式脂肪酸的含量因加工工藝的不同而有很大差異。研究表明，TFA可以增加人們患心血管疾病和Ⅱ型糖尿病的危險(xiǎn)性，影響兒童生長(zhǎng)發(fā)育，增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)等。由于對(duì)健康存在危害，TFA已成為政府、學(xué)術(shù)界、食品加工業(yè)和普遍民眾關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外眾多研究都致力于尋求在氫化過(guò)程中減少TFA生成量的方法。通過(guò)控制適宜的氫化操作條件（溫度、壓力、攪拌速度），選擇合適的貴金屬催化劑、添加劑如胺類物質(zhì)、無(wú)機(jī)磷酸、游離脂肪酸等，或者采用超臨界流體氫化和電化學(xué)氫化反應(yīng)等方法，均能減少氫化油脂中反式脂肪酸的含量。研究者通過(guò)選擇合適的氫化條件（如壓力、溫度、攪拌速度和催化劑）從而改變氫化后油脂中反式脂肪酸的形成量，且大量國(guó)外研究都著重于對(duì)催化氫化中各類催化劑的制備與性能的探究以及氫化條件的優(yōu)化，從而建立氫化加工條件與反式脂肪酸形成之間的規(guī)律模型。?

由于催化劑是油脂氫化的關(guān)鍵，因此自從油脂加氫實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，人們一直在對(duì)油脂加氫催化劑的開(kāi)發(fā)、改性、完善和應(yīng)用進(jìn)行研究。目前傳統(tǒng)工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)的氫化油主要以金屬鎳、銅為催化劑，由于鎳系催化劑具有致癌性，而銅系催化劑會(huì)產(chǎn)生大量反式脂肪酸，且微量銅存在會(huì)加速油脂氧化酸敗。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種多壁碳納米管負(fù)載鉑油脂氫化催化劑。選用高活性、低反式脂肪酸產(chǎn)生量的貴金屬鉑為活性組分，負(fù)載于人工合成的載體多壁碳納米管來(lái)制備負(fù)載型貴金屬鉑催化劑。通過(guò)大豆油的氫化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)得出本發(fā)明催化劑為高活性，產(chǎn)生的反式脂肪酸含量低，活性金屬組分流失少的催化劑，且通過(guò)氫化后油脂的品質(zhì)觀察，該催化劑相比工業(yè)鎳催化劑更適用于生產(chǎn)氫化食用油。?

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：?

本發(fā)明合成的多壁碳納米管負(fù)載鉑油脂氫化催化劑，由貴金屬鉑與載體多壁碳納米管MCNTs組成；鉑粒徑大小約為4.0±1.5?nm，分散在載體多壁碳納米管上，實(shí)際負(fù)載量為1.73%（以載體重量為基準(zhǔn)）；載體多壁碳納米管經(jīng)濃硝酸活化氧化處理，載體MCNTs的比表面積為454.92?m²g^-1,?比孔容為0.563?cm³g^-1,?平均孔徑為4.95431?nm。

催化劑的制備方法包括以下具體步驟：?

（1）載體多壁碳納米管MCNTs的活化處理：稱取3?g的MCNTs，先進(jìn)行純化處理；將MCNTs中加入68?%濃硝酸，常溫下攪拌24?h，離心，過(guò)濾并洗滌數(shù)次后，在80?°C烘箱中干燥12?h；

（2）MCNTs的氧化處理：把經(jīng)純化處理好的MCNTs用研缽研磨后，加入34?%稀硝酸，常溫下攪拌12?h，同樣經(jīng)過(guò)離心、過(guò)濾、洗滌至呈中性，在80?°C烘箱中干燥12?h，備用；?該過(guò)程使用濃酸進(jìn)行活化氧化目的是對(duì)載體表面進(jìn)行化學(xué)修飾作用，使其表面或管腔內(nèi)壁帶上一定的官能團(tuán)如羧基和羥基等親水性基團(tuán)，才可以一定方式與貴金屬結(jié)合，利于金屬溶液的浸漬，完成負(fù)載過(guò)程；

（3）貴金屬Pt負(fù)載多壁碳納米管催化劑的制備：然后將處理后的MCNTs，加入5?mL的乙醇，加入25?mL的超純水室溫下混合均勻，超聲分散30?min，更好地分散貴金屬顆粒避免載體的團(tuán)聚；攪拌后，加熱至80?°C，保持溫度30?min，加入H₂PtCl₆·6H₂O溶液，恒溫下攪拌15?min后加入35?mL的甲醛溶液作為還原劑，于80?°C下冷凝回流8?h，冷卻至室溫后仍攪拌24?h。最后將其離心，洗滌數(shù)次后，于烘箱中干燥12?h后制得含活性組分Pt的催化劑Pt/MCNTs；制備好的催化劑使用氮?dú)獗４妗?/p>