[發(fā)明專利]一種負(fù)載型多孔納米鉑催化劑的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911295722.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN112973676A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊洋;黃家輝;劉超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): B01J23/42
• 分類號(hào): B01J23/42;B01J23/63;B01J23/89;B01J35/00;C07C5/10;C07C13/18;C07C209/48;C07C211/27
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 毛薇;李馨

本發(fā)明提供了一種制備負(fù)載型多孔納米鉑催化劑的方法。制備流程包括：(1)多孔納米鉑顆粒的制備；(2)多孔納米鉑顆粒的負(fù)載；(3)負(fù)載后的后續(xù)處理。通過優(yōu)化多孔納米鉑顆粒的制備條件、篩選載體、優(yōu)化后處理的操作方法，得到優(yōu)化后的催化劑。按此發(fā)明方法制備的催化劑能夠在溫和的反應(yīng)條件下高效地催化加氫反應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于貴金屬催化領(lǐng)域，具體涉及一種溫和條件下高活性的負(fù)載型多孔納米鉑催化劑的制備方法。

技術(shù)背景

甲苯加氫由于具有較為廣泛的用途和環(huán)保價(jià)值，因而受到關(guān)注。當(dāng)前對(duì)于甲苯加氫的催化劑主要是以貴金屬納米顆粒為活性組分的負(fù)載型催化劑。Suppino等(AppliedCatalysis a-General,2016,525,41-49)采用濕式浸漬法制備了以Al₂O₃為載體的負(fù)載型的納米Pt、Pd催化劑。所制得的催化劑在活性組分與甲苯的摩爾比為1/3038、反應(yīng)溫度100℃、反應(yīng)壓力5MPa、反應(yīng)時(shí)間6h的條件下得到甲苯的轉(zhuǎn)化率分別為7％與6.2％。Landers等(Reaction Kinetics Mechanisms and Catalysis,2015,114(1),295-309)以Al₂O₃為載體的負(fù)載型的納米Fe、Co催化劑。所制得的催化劑在活性組分與甲苯的摩爾比為1/893、反應(yīng)溫度100℃、反應(yīng)壓力5MPa、反應(yīng)時(shí)間6h的條件下得到甲苯的轉(zhuǎn)化率分別為3.8％與3.1％。進(jìn)一步的文獻(xiàn)調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前常用的負(fù)載型納米顆粒催化劑，對(duì)于甲苯加氫均存在著反應(yīng)壓力較為苛刻且催化劑的催化活性較低的問題。

對(duì)苯二甲腈、間苯二甲腈、鄰苯二甲腈的加氫則由于所得的加氫產(chǎn)物具有極其廣泛的用途，具有十分重要的研究?jī)r(jià)值。當(dāng)前文獻(xiàn)中常見的催化劑為Ni基催化劑。Liu等(RscAdvances,2014,4(109),63725-63733)通過K改性，制備出了負(fù)載型的3KNiCo/Al₂O₃催化劑，此催化劑在80℃的反應(yīng)溫度、6MPa的反應(yīng)壓力、6.5h的反應(yīng)時(shí)間下，得到了100％的間苯二甲腈轉(zhuǎn)化率及100％的間苯二甲胺選擇性。隨后他們(Rsc Advances 2015,5(71),57277-57285)又制備了NiFe/Al₂O₃、NiCu/Al₂O₃催化劑。NiFe/Al₂O₃催化劑在80℃的反應(yīng)溫度、6MPa的反應(yīng)壓力、2.5h的反應(yīng)時(shí)間下，得到了100％的間苯二甲腈轉(zhuǎn)化率及100％的間苯二甲胺選擇性；NiCu/Al₂O₃催化劑在80℃的反應(yīng)溫度、6MPa的反應(yīng)壓力、2h的反應(yīng)時(shí)間下，得到了100％的間苯二甲腈轉(zhuǎn)化率及96％的苯二甲胺選擇性。雖然所得到的活性數(shù)據(jù)較為優(yōu)異，但需要指出的是在這些反應(yīng)中，催化劑的用量均較大，活性組分與間苯二甲腈的摩爾比不到1/10，說明單位質(zhì)量的催化劑活性實(shí)際較低。除此之外，較高的反應(yīng)壓力也使得這些催化劑難以放大利用。

綜上所述，甲苯加氫以及對(duì)苯二甲腈、間苯二甲腈、鄰苯二甲腈的加氫均存在著幾個(gè)問題：1.催化劑的活性較低；2.所需要的反應(yīng)條件比較苛刻。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上背景技術(shù)，催化劑所存在的低活性及苛刻反應(yīng)條件的問題，本發(fā)明通過制備出負(fù)載型多孔納米鉑催化劑來解決上述問題。具體采取如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一方面提供一種負(fù)載型多孔納米鉑催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將鉑前驅(qū)體、模板劑、還原劑加入去離子水中，于25～50℃通過磁力攪拌或超聲進(jìn)行攪拌或超聲混合，還原1～24h，離心，采用去離子水25℃～100℃進(jìn)行洗滌，干燥，得到多孔納米鉑顆粒。所述鉑前驅(qū)體、模板劑、還原劑的摩爾比例為1：10～200：1000～50000；