[發明專利]三維有序大孔氮化碳負載鈀催化劑在苯乙烯類不飽和共聚物催化加氫中的應用

在審

• 申請號: 202010051186.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111135850A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 袁珮;郭艷;鮑曉軍;張宏偉;岳源源;朱海波
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/08;B01J35/10;B82Y30/00;B82Y40/00;C08F8/04;C08F297/04;C08F236/10
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 修斯文;蔡學俊

1. 一種三維有序大孔氮化碳負載鈀催化劑在苯乙烯類不飽和共聚物催化加氫中的應用，其特征在于：先合成具有三維有序介孔的核-殼結構SiO₂納米球，然后通過熱縮合輔助膠體晶體模板法制備得到3DOM g-C₃N₄；再以3DOM g-C₃N₄為載體，通過化學還原法在其上負載活性金屬Pd，而得到催化劑Pd/3DOM g-C₃N₄。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：具有三維有序介孔的核-殼結構SiO₂納米球的具體制備方法包括以下步驟：

a)按體積比1:3-1:10將正硅酸四乙酯分散在乙醇中，得溶液A；

b)按體積比50:(10-25):(1.5-15)將乙醇、去離子水和25-28wt%的氨水溶液混合攪拌均勻，得溶液B；

c)將聚乙烯吡咯烷酮按0.04 g/mL的量溶解在體積比1:(2-10)配制的正硅酸四乙酯-乙醇溶液中，得溶液C；

d)在300-1200 rpm的攪拌轉速下，將溶液A快速加入到溶液B中，并于20-60℃下攪拌2.5 h，得混合溶液D；

e)將溶液C加入到混合溶液D中，繼續攪拌反應2 h，然后在室溫下靜置過夜，離心后得到的白色固體用去離子水、乙醇洗滌，經60 ℃干燥12 h后，于700 ℃煅燒6 h，得到所述核-殼結構SiO₂納米球；

所得核-殼結構SiO₂納米球的直徑為150-1000 nm。

3. 根據權利要求1所述的應用，其特征在于：3DOM g-C₃N₄的具體制備方法包括以下步驟：

1）將具有三維有序介孔的核-殼結構SiO₂納米球用1 mol/L的鹽酸溶液浸泡，超聲處理10 min后，于60 ℃干燥12 h；

2）將氰胺熔融后按質量比1:1-6:1加入到處理好的核-殼結構SiO₂納米球中，60 ℃浸漬12 h后，在60 ℃攪拌6 h，然后在80-100 ℃下蒸干，將干燥后的固體研磨，得到固體A；

3）將固體A放置在馬弗爐或管式爐中，于500-550 ℃高溫煅燒2-4 h，冷卻至室溫后得到黃色的固體B；

4）將固體B溶解于10vol%的HF溶液或4M的NH₄HF₂溶液中，攪拌24-48 h后抽濾，濾渣用去離子水洗滌至中性后，于60 ℃干燥12 h，即得到具有三維有序大孔結構的氮化碳。

4. 根據權利要求1所述的應用，其特征在于：采用化學還原法在載體3DOM g-C₃N₄上負載活性金屬Pd，其具體步驟包括：將3DOM g-C₃N₄超聲分散在去離子水中，加入0.5-5 mol/L的PdCl₂鹽酸溶液，攪拌30-60 min后用1 mol/L的NaOH溶液調節pH為9-12，再加入NaBH₄溶液進行還原，然后經過濾、水洗、乙醇洗、真空干燥，得到Pd/3DOM g-C₃N₄。

5. 根據權利要求4所述的應用，其特征在于：活性金屬Pd的負載量為0.1-10 wt%。

6. 根據權利要求1所述的應用，其特征在于：其應用方法是將苯乙烯類不飽和共聚物溶解在有機溶劑中配成膠液，然后置于高壓反應釜中，加入三維有序大孔氮化碳負載鈀催化劑，在30-200 ℃、0.1-10 MPa氫壓下反應0.5-15 h；反應結束后對反應液進行離心分離，上清液在乙醇中聚沉得到氫化產物。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于：所述有機溶劑為正庚烷、正辛烷、甲苯、苯、環己烷、二氯甲烷以及三氯甲烷中的一種或幾種；

所用三維有序大孔氮化碳負載鈀催化劑與苯乙烯類不飽和共聚物的質量比為0.1-2:1。