[發(fā)明專利]納米棒狀CeO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010427689.1
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111454126B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張振華;范麗萍;張靜
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號: C07C33/03
• 分類號: C07C33/03;C07C29/141;B01J23/10
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 趙敬

本發(fā)明涉及化學(xué)催化劑應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及納米棒狀CeOsubgt;2/subgt;納米晶的新應(yīng)用。本發(fā)明提供了納米棒狀CeOsubgt;2/subgt;納米晶催化劑在氣?固相巴豆醛選擇加氫催化反應(yīng)中的應(yīng)用，納米棒狀CeOsubgt;2/subgt;納米晶主要暴露{110}+{100}晶面，其催化性能優(yōu)勝于暴露{100}晶面的納米立方體CeOsubgt;2/subgt;納米晶和暴露{111}晶面的納米多面體CeOsubgt;2/subgt;納米晶，與現(xiàn)有的貴金屬基催化劑相比，具有較好的催化選擇性，同時制備工藝簡單、催化劑成本更為廉價。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化學(xué)催化劑的新應(yīng)用方法，尤其涉及納米棒狀CeO₂納米晶催化劑在氣-固相巴豆醛選擇加氫催化反應(yīng)中的新應(yīng)用。

背景技術(shù)

α，β-不飽和醇在涂料、藥物和塑料等精細化工中具有廣泛應(yīng)用，由α，β-不飽和醛通過選擇性加氫反應(yīng)合成不飽和醇是最原子經(jīng)濟反應(yīng)。然而，反應(yīng)物分子中的共軛C＝C鍵比C＝O鍵更容易氫化，因此提高反應(yīng)催化性能、尤其是不飽和醇的選擇性是一項挑戰(zhàn)性課題。目前工業(yè)上多采用異丙醇鋁、NaBH₄和LiAlH₄等直接還原不飽和醛得到收率較高的不飽和醇，但此法對環(huán)境污染較為嚴(yán)重，因此不符合現(xiàn)代化工的要求，難以實現(xiàn)綠色催化。相反，氣-固多相催化在解決環(huán)境污染問題方面能夠發(fā)揮重要作用。因此，通過氣-固多相催化的方法，以氣態(tài)H₂為還原劑氫化不飽和醛更具有發(fā)展前景。

巴豆醛是一種典型的α，β-不飽和醛，氣-固相巴豆醛選擇加氫催化反應(yīng)是一個重要的不飽和醛選擇氫化的模型反應(yīng),其選擇性加氫反應(yīng)所得到的產(chǎn)物巴豆醇在工業(yè)生產(chǎn)中具有極高的應(yīng)用價值。目前，巴豆醛加氫到巴豆醇這一反應(yīng)主要采用金屬基的催化材料，包括Pt、Au和Ir等。雖然金屬自身具有較好的加氫性能，但反應(yīng)的催化選擇性一直普遍較低，同時也存在嚴(yán)重的催化穩(wěn)定性問題。因此，如何有效地提高這一催化反應(yīng)的催化選擇性是本研究所面臨的核心問題。此前，存在大量的工作用于研究金屬-載體或金屬-助劑間的相互作用，從而探究其催化反應(yīng)機制，進而探索一種可能的催化材料高效地催化巴豆醛的選擇氫化。

CeO₂因其低廉的價格、獨特的晶體結(jié)構(gòu)和Ce³⁺/Ce⁴⁺可逆轉(zhuǎn)換在催化領(lǐng)域備受關(guān)注，其能夠作為很好的催化劑或者催化劑載體、并廣泛應(yīng)用于各種催化反應(yīng)中，包括CO催化氧化、有機合成催化、光催化以及生物抗氧化等。在近幾年，研究工作者很好地發(fā)現(xiàn)CeO₂在選擇氫化反應(yīng)中同樣具有極好的催化應(yīng)用，目前以乙炔加氫為主的研究工作出現(xiàn)在許多國際高水平期刊上。然而，對于在α，β-不飽和醛(巴豆醛)的加氫中到目前為止鮮有報道，因此其具有極高的研究價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供納米棒狀CeO₂納米晶催化劑在氣-固相巴豆醛選擇加氫催化反應(yīng)中的新應(yīng)用，克服現(xiàn)有的氣-固相巴豆醛選擇加氫催化劑的不足，如高成本、復(fù)雜的制備流程和低巴豆醇選擇性等。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種納米棒狀CeO₂納米晶催化劑在氣-固相巴豆醛選擇加氫催化反應(yīng)中的應(yīng)用，具體技術(shù)方案如下：

納米棒狀CeO₂納米晶催化劑在氣-固相巴豆醛選擇加氫催化反應(yīng)中的應(yīng)用。

優(yōu)選地，所述納米棒狀CeO₂納米晶催化劑為單一組分的納米棒狀CeO₂納米晶,晶體尺寸均一、形貌規(guī)整，主要暴露{110}+{100}晶面。

優(yōu)選地，所述納米棒狀CeO₂納米晶催化劑應(yīng)用于氣-固相巴豆醛選擇加氫催化反應(yīng)，包括以下步驟：

(a)將50-150mg新鮮合成的CeO₂納米晶催化劑裝入石英管中，并安裝在固定床式反應(yīng)器中，通過置于催化劑床中間的熱電偶監(jiān)測反應(yīng)溫度；