[發明專利]一種磁性多孔炭材料負載零價Fe-Pd的可回收加氫催化劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010043939.1
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111151267A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 李先春;何超;王煥然;李艷鷹;王晴
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C07D235/30
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

1.一種磁性多孔炭材料負載零價Fe-Pd的可回收加氫催化劑，其特征在于，所述加氫催化劑為Fe⁰/Pd-Fe₃O₄@OBAC加氫催化劑，其組分按質量百分比計為零價Fe 1％～15％，Pd1％～5％，Fe₃O₄ 5％～15％，OBAC 80％～94％；其中，零價Fe和Pd作為活性組分；Fe₃O₄是加氫催化劑的磁功能體；OBAC是酸洗后去除金屬的生物質活性炭，作為親水性載體。

2.如權利要求1所述一種磁性多孔炭材料負載零價Fe-Pd的可回收加氫催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將活性炭在水浴鍋中于50～80℃下硝酸酸洗4h以上，所用硝酸濃度為0.5～2mol/L，酸洗后經循環水式真空泵過濾，去離子水洗至濾液pH＝7；將洗凈的酸洗活性炭在鼓風干燥箱中于100～110℃下干燥12h以上，制得酸洗后活性炭，記為OBAC，密封保存備用；

2)氮氣保護下，在三口燒瓶內盛裝0.2～0.8g固體FeCl₃·6H₂O和0.1～0.4g固體FeSO₄·7H₂O，加入100～200ml脫氧后的去離子水進行混合溶解，攪拌形成透明溶液，溶液中Fe³⁺濃度為0.005～0.04mol/L，Fe²⁺濃度為0.003～0.02mol/L；

3)向步驟2)制得的透明溶液中緩慢加入步驟1)中制得的酸洗后活性炭，攪拌轉速600r/min攪拌20min以上，滴入濃度為3～10mol/L的NaOH溶液，滴入量為10～30ml,保持NaOH溶液滴入結束時溶液pH＝10，隨后攪拌轉速600r/min攪拌30min以上，制得負載Fe₃O₄粗顆粒的磁性炭懸濁液；

4)向步驟3)得到的磁性炭懸濁液中加入0.5～10g檸檬酸三鈉，攪拌形成均勻混合液，對制得的Fe₃O₄粗顆粒進行納米改性，反應時間為12h以上,攪拌轉速為600r/min，溫度60～90℃，改性后的混合液中檸檬酸三鈉的濃度為0.03～0.5mol/L；將改性后的混合液過濾洗滌至pH＝7后，在真空干燥箱中于100～110℃下干燥6h以上，制得Fe₃O₄@OBAC磁性炭載體，然后密封保存備用；

5)氮氣保護下，在圓底燒瓶內盛裝0.3～1.2g固體FeSO₄·7H₂O，加入100～200ml去離子水進行混合溶解，攪拌形成濃度為0.008～0.03mol/L的透明溶液；

6)在0.05～0.2g固體PdCl₂中滴入5～20滴濃度為1mol/L的鹽酸溶液,隨后加入50～100ml去離子水進行混合溶解，形成黃褐色透明溶液，接著加入1～10g固體檸檬酸三鈉，攪拌形成橙黃色透明溶液，橙黃色透明溶液中的Pd²⁺濃度為0.005～0.03mol/L；

7)向0.25g～1.5g固體NaOH和0.2g～1.1g固體NaBH₄中加入50～290ml去離子水進行混合溶解，攪拌形成堿性NaBH₄透明溶液，溶液中NaOH濃度為0.125mol/L,NaBH₄濃度保持在0.1mol/L；

8)氮氣保護下，向步驟5)制得的透明溶液中滴入步驟6)中配置得到的橙黃色透明溶液，攪拌轉速600r/min攪拌20min后，緩慢加入步驟4)中制得的Fe₃O₄@OBAC磁性炭載體，攪拌轉速600r/min攪拌20min以上，隨后超聲波振蕩30min以上，得到均勻混合液；

9)在冰浴條件下，向步驟8)中得到的均勻混合液中滴入步驟7)制得的堿性NaBH₄透明溶液，攪拌轉速1200r/min下滴加速率保持在1d/s,滴加結束后繼續冰浴攪拌8h以上；隨后將所得懸濁液過濾洗凈至濾液pH＝7，將所得固體在真空干燥箱中于60℃干燥6h以上，制得Fe⁰/Pd-Fe₃O₄@OBAC加氫催化劑，所得加氫催化劑于氮氣條件下密封保存。

3.如權利要求1所述一種磁性多孔炭材料負載零價Fe-Pd的可回收加氫催化劑的應用，其特征在于，所述Fe⁰/Pd-Fe₃O₄@OBAC加氫催化劑作為固體催化劑應用于非均相催化加氫工藝中，并與反應底物混合，與氫氣反應，完成選擇性加氫過程。