[發明專利]一種具有插層結構的水滑石鎳基納米催化劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201911235527.1
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN111013592A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 白國義;秦靜茹;孫豪飛
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;B01J35/10;C07C5/11;C07C29/17;C07C35/08;C07C13/28;C07B31/00
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 黃慧慧

本發明提供了一種具有插層結構的水滑石鎳基納米催化劑及其制備方法與應用，將吡啶?2,3?二羧酸與鎳離子形成鎳陰離子插入水滑石層板間，再通過焙燒?還原制備得到具有插層結構的水滑石鎳基納米催化劑。本發明催化劑制備方法簡單，對環境友好，所得具有插層結構的水滑石鎳基納米催化劑中活性組分Ni在催化劑中的分散性好，所得催化劑活性高、選擇性強，可用于不飽和化合物選擇性加氫的反應，在催化領域具有重要的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種納米催化材料及其制備方法，具體地說是涉及一種具有插層結構的水滑石鎳基納米催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

作為非貴金屬催化劑，鎳基催化劑是國內外當前研究的熱點之一。非負載型鎳基催化劑主要包括經典的Raney Ni催化劑，該催化劑具有制備成本低，活性高，比表面積大等優點但對環境有很大污染，此外還有Ni-X-B/P非晶態合金催化劑和一些Ni-Y雙金屬合金催化劑等。將鎳納米粒子負載在現有載體上，制備出的負載型催化劑在使用過程中容易發生團聚、燒結等問題，從而影響催化劑的穩定性。

水滑石（LDH），又可稱之為層狀雙金屬氫氧化物，是一類天然存在的層狀粘土，具有低毒性或無毒性，良好的生物相容性和高陰離子溶脹能力。這些特性使LDH成為制藥領域，化妝品，催化劑甚至醫學領域的有趣材料。然而，原始LDHs的粒徑存在一些缺點，比如粒徑較大等因素，限制了在催化應用中。因此，需尋求一種方法來提高原始LDHs的催化性能。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種具有插層結構的水滑石鎳基納米催化劑，以解決現有技術中鎳基水滑石納米催化劑材料的結晶度低、粒徑較大、活性和穩定性待提高的問題。

本發明的目的之二是提供一種具有插層結構的水滑石鎳基納米催化劑的制備方法，該方法操作簡便，環境友好，催化效果好。

本發明的目的之三是提供前述具有插層結構的水滑石鎳基納米催化劑在不飽和化合物選擇性加氫反應中的應用。

本發明的目的之一是這樣實現的：

一種具有插層結構的水滑石鎳基納米催化劑，活性金屬Ni位于載體鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物層間，所述催化劑是采用下述方法制備的：以鎂鋁層狀雙金屬復合氧化物Mg₃-Al₁-LDO為載體，通過有機配體吡啶-2,3二羧酸（PDA）與鎳離子結合成鎳陰離子，使鎳進入鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物層間，再通過煅燒還原得到了水滑石鎳基納米催化劑Ni/Mg₃Al₁O-PDA。

在所述還原性氣氛下進行還原，優選地，所述還原性氣氛為氫氣。

活性金屬Ni的負載量為10~20 wt%，優選15.6wt%。

該具有插層結構的水滑石鎳基納米催化劑可用于不飽和化合物選擇性加氫反應，所述不飽和化合物包括二苯乙炔、二苯酮、肉桂酸、苯甲酸、苯甲酸乙酯或苯腈等，優選二苯乙炔的選擇性加氫反應。

本發明的目的之二是這樣實現的：

一種具有插層結構的水滑石鎳基納米催化劑的制備方法，包括如下步驟：

（a）將無機鎳源、有機配體吡啶-2,3二羧酸（PDA）、鎂鋁層狀雙金屬復合氧化物Mg_3-Al₁-LDO溶于溶劑中，反應，分離產物，經洗滌、干燥得到前驅體Mg₃Al₁-PDA-Ni-LDH；

（b）將所述前驅體Mg₃Al₁-PDA-Ni-LDH煅燒，得到混合金屬氧化物NiO/Mg₃Al₁O-PDA；