[發明專利]一種原子級分散釕催化劑在催化加氫上的應用方法

有效

• 申請號: 202010150177.5
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111269086B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 鄭南峰;秦瑞軒;劉圣杰;陳潔
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C07C29/145
• 分類號: C07C29/145;C07C29/19;C07C45/62;C07C67/31;C07C209/72;C07D211/02;C07D211/06;B01J23/46;C07C69/675;C07C33/22;C07C31/135;C07C49/303;C07C35/08;C
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹

本發明提供一種原子級分散釕催化劑在催化加氫上的應用方法，原子級分散釕催化劑中釕主要以單原子或由幾個到幾十個原子組成的簇合物形式存在，加氫反應的反應底物選自含碳碳不飽和鍵或碳氧雙鍵的非芳香族化合物、芳香族化合物和不飽和雜環化合物中的至少一種。本發明的應用方法對反應底物中碳碳雙鍵、碳碳三鍵、羰基、苯環等不飽和基團具有高效的氫化效果，但不會影響結構中醚鍵、羥基、氨基、巰基等基團。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，涉及催化加氫催化劑技術領域，具體是一種原子級分散釕 催化劑在催化加氫上的應用方法。

背景技術

人們日常生活中所接觸到的化學品中約有80％涉及到催化反應，而其中又有80％涉及到 催化加氫反應，因此催化加氫反應催化劑的開發具有重要價值。

工業應用中，催化加氫催化劑主要包括均相催化劑和異相催化劑兩大類，均相催化劑雖 然具有結構明確、原子經濟利用率高、反應類型廣等優點，但是其結構相對不穩定，部分催 化劑對反應條件要求苛刻，且多數均相催化劑都面臨分離回收再利用的難題。而傳統的以金 屬納米顆粒為活性組分的異相加氫催化劑，雖然結構相對穩定，且容易分離回收，目前具有 非常廣泛的工業應用基礎。但是其真正的活性位點僅為金屬納米顆粒表面原子，甚至只有表 面原子中的邊角位等具有高不飽和配位特性的表面原子構成，其金屬原子利用率較低，尤其 對于Pd,Pt,Rh,Ru等貴金屬催化劑而言，其經濟成本較高。

此外，通過浸漬/沉淀，焙燒還原等常規方法制備的負載型金屬納米催化劑中的金屬納米 顆粒尺寸分布不均，表面不同結構活性位點種類眾多，因此在催化加氫反應過程中往往會有 部分副反應發生，導致原子經濟性降低，或者需要較復雜的工藝對產物進行分離提純。

除底物分子的副反應外，對于負載型金屬催化劑而言往往很難在保證催化加氫穩定性的 同時保持較高的活性和穩定性，通過降低金屬納米顆粒尺寸增加原子利用率和配位不飽和活 性位點的同時也會導致其表面能升高，當與載體的相互作用較弱時，便會由于熱力學上金屬 內聚能的驅動在反應過程中發生結構變化，尤其是在高溫高壓反應條件下或者與有較強結合 能力的分子相互作用過程中，金屬納米顆粒會通過表面遷移或者熟化等機制不斷聚集生長為 較大尺寸的金屬納米顆粒，導致金屬分散度和催化加氫反應活性進一步逐漸降低。

由上可知，在異相催化體系中，往往很難同時實現高原子利用率，高活性和高穩定性。 以在催化加氫反應中廣泛使用的氧化物負載金屬催化劑為例，其金屬組分往往只能通過金屬 氧鍵與載體結合，這種化學鍵合可以使得在氧化物載體上負載的金屬組分相對于同等比表面 積的C等載體僅通過弱相互作用負載的金屬催化劑可以得到更高的金屬分散度，甚至可以得

在異相催化體系中，通過引入堿金屬物種來提升金屬分散度，提升催化活性和穩定性有 著廣泛的應用。例如在合成氨和費托合成催化體系中需要引入適量的堿金屬物種，可以提高 催化反應活性和穩定性。一般認為這些堿金屬物種可以產生電子效應從而改變底物和反應中 間體在金屬表面的吸附和活化行為，或者可以提高金屬分散度，獲得較小尺寸的金屬納米顆 粒，此外還可以改變載體表面酸堿性防止積碳等。雖然對于堿金屬的促進作用已有廣泛的共 識，但是已有報道多是基于塊體金屬表面或者負載型金屬納米顆粒體系的研究結果。近來， 也有研究報道可以通過引入堿金屬物種在氧化物載體表面制備單原子分散的金屬催化劑，但 是尚未有堿金屬離子促進單原子分散金屬加氫催化劑的研究和應用報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種原子級分散釕催化劑在催化加氫上的應用方法，有效提升了反 應底物中碳碳不飽和鍵、酯基、羧基、苯環等不飽和基團的催化加氫的效果，加氫轉化率高， 同時不會影響反應底物中的羥基、氨基、巰基、醚鍵和鹵素基團等基團，選擇性好，而且循 環性能好。

本發明采用以下的技術方案，

一種原子級分散釕催化劑在催化加氫上的應用方法，在所述催化劑存在和一定溫度下， 通入氫氣和氣態反應底物進行加氫反應，反應20分鐘-10小時，獲得加氫反應產物；