[發明專利]一種黑磷量子點負載鎳催化劑的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202010979449.2
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112138690A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 杜遇婷
• 申請（專利權）人: 杜遇婷
• 主分類號: B01J27/185
• 分類號: B01J27/185;B01J31/06;B01J35/02;C07C41/01;C07C43/23
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種催化生物質轉化成高密度的液體燃料的方法，包括如下步驟：S1：黑磷量子點的制備；S2：PLA?PEG修飾黑磷量子點；S3：催化劑的制備。本發明的黑磷量子點負載鎳催化劑，黑磷量子點具有層狀結構，具有較大的比表面積，并且經過PLA?PEG修飾后的黑磷量子點能夠很好的分散在反應液中，使得催化劑能夠有效的與反應原料接觸，促進反應速率的提高。并且該催化劑與反應液互不相溶，有利于反應后處理，節省經濟成本。

技術領域

本發明屬于生物質技術領域，具體涉及一種黑磷量子點負載鎳催化劑的制備方法及其應用。

背景技術

近年來，由于化石能源的大量使用給人類的日常生活帶來了各種各樣的問題，各種自然災害頻繁發生，環境污染問題越來越嚴重，并且傳統的化石能源已經無法滿足人類日益增長的需求。隨著科學技術的發展對生物質開發利用使其生成生物質油和精細化學品，可以有效的減少對傳統化石能源的依賴。生物質包括農林廢棄物，秸稈，稻草等，目前對生物質的開發利用已經引起了科學研究者的極大關注，但是目前的開發利用仍然面臨著巨大的難題，工業化生產依然受到一定的限制大多停留在實驗室階段。對于生物質醛類加氫脫氧生成高密度的生物質油和液體燃料是非常有前景的，在該反應過程中僅僅對醛基進行還原不影響其他結構以便有效的減少氫氣消耗量降低碳損失是很有難度的，在過去的一些報道中常采用貴金屬催化劑如Pd、Ru、Au、Pt等，但是由于其昂貴的價格限制其廣泛使用，并且貴金屬容易導致過度加氫帶來一些不必要的副產物。一般的非貴金屬催化劑達不到所需的催化效果，催化劑的制作常常伴隨著復雜的改性過程。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的一個目的在于提供一種黑磷量子點負載鎳催化劑的制備方法，另一目的在于提供黑磷量子點負載鎳催化劑催化生物質轉化成高密度的液體燃料。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術手段：

一種黑磷量子點負載鎳催化劑制備方法，包括如下步驟：

S1：黑磷量子點的制備：在密封的錐形管中，加入黑磷晶體和NMP，在1200W的功率下用超聲探頭超聲處理3-6小時，使得黑磷晶體安全分散在NMP中，得到分散液；其中超聲頻率為19-25kHz，超聲探頭工作2s，間隔4s；將所得到的分散液置于冰浴中繼續以300W的功率超聲10-15小時；之后將分散液離心、洗滌，得到黑磷量子點；

S2：PLA-PEG修飾黑磷量子點：將黑磷量子點分散到水中，并加入PLA-PEG-NH2，超聲處理30-60min后，并攪拌4-8小時，離心并重復水沖洗，去除多余的PLA-PEG，得到PLA-PEG修飾黑磷量子點；

S3：催化劑的制備：在水熱釜中，將PLA-PEG修飾黑磷量子點分撒到去離子水中，并加入六水合硝酸鎳，并在160-200℃下反應3-5天，并在3天內降溫到25℃，過濾洗滌并干燥，即可得到黑磷量子點負載鎳催化劑。

優選的，S1中黑磷晶體和NMP按質量體積比為1-3g:1mL；離心轉速為7000rpm。

優選的，S2中按質量比，黑磷量子點：PLA-PEG-NH2＝1:5-10；離心速率為12000rpm。

優選的，S3中按質量比，PLA-PEG修飾黑磷量子點：六水合硝酸鎳＝1:5-10。

優選的，由該方法制備的黑磷量子點負載鎳催化劑鎳的負載量為15％-25％。

優選的，所述催化劑在催化生物質轉化成高密度的液體燃料中的應用，尤其用于催化香草醛還原醚化反應。

本發明的有益效果如下：

本發明的黑磷量子點負載鎳催化劑，黑磷量子點具有層狀結構，具有較大的比表面積，并且經過PLA-PEG修飾后的黑磷量子點能夠很好的分散在反應液中，使得催化劑能夠有效的與反應原料接觸，促進反應速率的提高。并且該催化劑與反應液互不相溶，有利于反應后處理，節省經濟成本。