[發明專利]負載型催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011158799.9
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN114471651B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 魯樹亮;陳勇;郝雪松;吳佳佳;徐洋
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/08;B01J37/18;B01J31/18;C07C5/03;C07C5/08;C07C29/141
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明屬于催化劑技術領域，公開了一種負載型催化劑及其制備方法和應用。所述負載型催化劑包含基體以及負載其上的釕，其中，所述基體包含氮摻雜的載體碳和鎳，且至少部分鎳與氮上的孤對電子之間形成配位鍵。本發明的負載型催化劑具有催化活性高等優勢。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，更具體地，涉及一種負載型催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

貴金屬催化劑是一種能改變化學反應速度而本身又不參與反應最終產物的貴金屬材料。工業上最為常見的貴金屬催化劑有負載型鉑(Pd)和鈀(Pt)催化劑。另外，負載型釕(Ru)貴金屬催化劑在工業上也有使用，例如應用在低溫甲烷化反應等。相對于其它貴金屬催化劑，負載型Ru催化劑的價格相對便宜，具有較好的工業應用前景。

文獻報道中，關于負載型Ru催化劑的研究主要集中在催化劑制備及應用上，通常是利用不同載體、不同Ru前驅體、不同制備方法等獲得適用于加氫或者脫氫等反應所需要的催化劑。例如，使用氧化鋁載體，通過浸漬的方法獲得氧化鋁負載的Ru催化劑；使用椰殼炭載體，通過浸漬的方法獲得椰殼炭負載Ru催化劑；使用二氧化鈦載體，通過浸漬、噴涂等方法獲得二氧化鈦負載Ru催化劑，這些負載Ru催化劑均可以用于加氫等反應。然而，上述負載型Ru催化劑因為制備方法以及組成、結構等原因，存在貴金屬利用效率低、反應活性不高、反應穩定性低等問題。

因此，有必要開發一種能夠提高貴金屬Ru利用率的高活性Ru催化劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種負載型催化劑及其制備方法和應用，該催化劑的催化活性高，且催化劑的制備方法簡單。

第一方面，本發明提供一種負載型催化劑，該催化劑包含基體以及負載其上的釕，其中，所述基體包含氮摻雜的載體碳和鎳，且至少部分鎳與氮上的孤對電子之間形成配位鍵。

第二方面，本發明提供了一種負載型催化劑的制備方法，該制備方法包括：

1)將鎳前驅體的醇類溶液滴加至含咪唑側基的聚合物的醇類溶液中進行配位反應，得到含咪唑側基的聚合物與鎳前驅體的配合物的反應產物；

2)將所述反應產物進行分離，得到作為高分子載體的所述配合物；

3)將該高分子載體碳化，生成結合有鎳氧化物的摻雜氮的載體碳；

4)將步驟3)的載體碳進行加氫處理，得到還原后基體；

5)使釕前驅體的水溶液與所述還原后基體進行接觸，經吸附和置換反應，使釕負載在基體上，得到負載型催化劑。

第三方面，本發明提供了由本發明第二方面所述制備方法制得的負載型催化劑。

第四方面，本發明提供了所述負載型催化劑在加氫反應中的應用。

本發明提供的負載型催化劑為一種負載型Ru催化劑，其不包含傳統的氧化物或活性炭載體，該催化劑是以高分子碳化所獲得的氮摻雜的載體碳并結合鎳作為基體，基體中的氮與金屬鎳之間存在配位鍵，使得金屬鎳的分散更均勻，且價電子結構因配位鍵產生改變，結合釕使得該催化劑具有催化活性高、選擇性好、穩定好等優勢。另外，本發明提供的制備方法中，整個過程可在無氧條件下進行，可避免傳統的釕催化劑制備過程中含釕前驅體在含氧氣氛下的高溫焙燒的操作，因此也避免了傳統方法所帶來的氮氧化物或氯化物的排放問題。

本發明的其它特征和優點將在隨后具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

根據本發明的第一方面，本發明提供了一種負載型催化劑，該催化劑包含基體以及負載其上的釕(Ru)。