[發明專利]負載型鉑催化劑的鈦組分修飾方法及其加氫應用

有效

• 申請號: 201810463014.5
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108554403B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 林旭鋒;席燕燕;肖健美;沈博凌;宋梓榆
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J35/02;B01J35/10;C07C29/141;C07C33/32
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本發明屬于催化與化工領域，涉及一種使用鈦修飾型鉑催化劑催化肉桂醛加氫的方法，包括鈦修飾型鉑催化劑的制備，以及鈦修飾型鉑催化劑用于肉桂醛加氫的反應工藝；其中制備過程包含以下步驟：催化劑原料準備；第一次焙燒；第二次焙燒；第一混合液浸泡；水氣處理與干燥；進行多次循環操作；最后一次焙燒。反應工藝包含：采用釜式反應器，向反應器內裝入下列物質：肉桂醛，氫氣，催化劑，溶劑。本發明提供了一種新型表面修飾方法，具有較好的拓展性，可應用于其它貴金屬或過渡金屬催化劑；該方法低成本、易操作、環境友好，無須特殊或昂貴設備；所提供的新型負載型鉑催化劑，與傳統負載型鉑催化劑相比，可明顯提高肉桂醛加氫反應的肉桂醇選擇性。

技術領域

本發明屬于催化與化工領域，涉及一種使用鈦組分修飾的鉑催化劑催化肉桂醛加氫的方法，具體地，涉及一種鈦組分修飾型鉑催化劑的制備方法，以及使用該催化劑進行肉桂醛催化加氫反應的工藝。

背景技術

化工生產過程往往以催化劑及其使用工藝作為核心技術，因此新型催化劑以及相關使用工藝的開發是催化與化工領域中受人持續關注的課題。負載型金屬催化劑是實際應用中最常用的催化劑類型之一，由載體與催化活性金屬組分構成。載體通常為多孔性、高比表面積、高機械強高的物質，如氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦等，其決定了催化劑整體的表面積與機械強度；活性金屬組分通常高度分散在載體表面上，在增加其與反應物接觸機會的同時，無須考慮自身的機械性能。過渡金屬，尤其是鉑、鈀等貴金屬由于其良好的催化活性受到了基礎研究科技人員以及實際應用領域技術人員的廣泛關注和使用。然而，由于其自身價格的昂貴，如何優化以Pt、Pd等貴金屬為活性金屬組分的催化劑催化性能，成為本領域關注熱點。通過對負載型貴金屬催化劑進行修飾，是改變其催化性能，提高其在催化應用中目標反應的轉化率與產物選擇性的重要途徑。Lu等人在文獻【“Coking- and Sintering-Resistant Palladium Catalysts Achieved Through Atomic Layer Deposition”,Science, 2012, 335, 1205) 】中報道了在負載型的鈀和鉑催化劑上，通過原子層沉積的方法在催化劑上修飾氧化鋁膜。在用于乙烷氧化脫氫反應時，他們發現修飾后的氧化鋁層對負載型鈀催化劑的催化性能、抗積碳和抗燒結能力有非常顯著的提高。他們沒有對該方法得到的鉑催化劑的情況進行詳細報道，因此相關性能尚不清楚。該修飾技術需要昂貴真空設備和操作成本，這將限制其工業級應用。

專利CN1106732548A公開了一種負載型鉑催化劑的表面修飾方法，其中表面修飾采用基于硅溶膠制備后焙燒形成多孔性二氧化硅的技術路線。經過其修飾方法處理的負載型鉑催化劑，在高溫條件下長時間使用時，其鉑金屬組分的抗高溫聚集能力大大提高。雖然該修飾方法相對于原子層沉積方法來說設備與操作成本大大降低，然而總體而言還存在一些缺陷，如使用酸性水解液引起后續液體處理問題；其催化應用，尤其是貴金屬催化劑常見的加氫反應應用效果不明等問題。

負載型貴金屬催化劑，以負載型鉑催化劑為典型代表，其在加氫反應中的應用是這類催化劑主要的應用方向。例如，金屬催化肉桂醛加氫是制取肉桂醇的重要方法。因此，從負載型金屬催化劑的修飾工藝與應用工藝研究現狀來看，對負載型鉑催化劑而言，本領域還存在發展新型、低操作成本、環境友好的修飾工藝開發需求，同時也存在著建立相關催化劑較優的加氫使用工藝條件開發需求。

發明內容

為了克服現有技術中所存在的不足，本發明針對負載型鉑催化劑，提供一種在其表面修飾鈦組分的方法，以及基于修飾后的催化劑，提供一種肉桂醛加氫催化反應工藝。該修飾方法以引入鈦基惰性修飾層為主要目標，并提高催化劑對于肉桂醛加氫反應產生肉桂醇的選擇性。達到上述目的同時，本發明的技術方案力求避免使用有毒物質與昂貴設備，以使得修飾與反應工藝方法為一個低成本、易操作、環境友好的方法。

為實現上述目的，本發明采用下述方案：