[發明專利]一種應用于制苯乙烯的碳材料催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 202011454340.3
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112452355B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 田貴龍;魏勤洪;崔莎;王路輝
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C07C5/09;C07C15/46
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及催化劑制備技術領域，針對現有技術的高溫碳化會影響碳材料表面的官能團活性的問題，公開了一種應用于制苯乙烯的碳材料催化劑的制備方法，所述碳材料催化劑按以下原料配方制備得到：二氧化硅、去離子水、三羥甲基氨基甲烷及鹽酸多巴胺之間的比例為0.5?0.8g：1.8?2.2ml：0.2?0.5g：0.4g。本發明以多巴胺為碳源，二氧化硅為載體，利用多巴胺易于自聚的特點，制備了聚多巴胺包裹二氧化硅催化劑，該催化劑制備方法簡單，不需要高溫碳化，直接用于苯乙炔催化加氫反應，表現出高催化活性和對苯乙烯的高選擇性。

技術領域

本發明涉及一種催化劑制備技術領域，尤其是涉及一種應用于制苯乙烯的碳材料催化劑的制備方法。

背景技術

近年來，碳材料，如碳納米管、石墨烯、富勒烯和活性炭等，憑借其優異的物理化學性質和獨特的結構,受到國內外研究者的密切關注,在催化反應中常被用作催化劑和催化劑載體,有效提高催化劑的催化活性，在此基礎上，許多結構性質各異的碳材料被制備，且在催化氧化、催化加氫和光電催化反應中表現出潛在的應用價值。目前，現有技術中，碳催化材料的制備通常采用多步法完成，最終經過高溫碳化實現向具有一定石墨化結構轉變，然而，碳材料的結構和性質易受制備條件的影響(原料配比、水熱溫度、碳化溫度)，導致碳材料表面官能團、電結構和原子摻雜的不可控制備，因此碳材料性能的重現性較差。

專利號CN201510354496.7，專利名稱為“一種負載型鈀碳催化劑的制備方法”，本發明公開了一種負載型鈀碳催化劑的制備方法，其特征在于，首先將氨基官能團修飾的二氧化硅小球分散于水中，加入含有貴金屬鈀納米粒子的水溶液，在超聲條件下，鈀納米粒子吸附于二氧化硅表面，形成鈀/二氧化硅復合球；然后加入多巴胺，在堿性條件下，在鈀/二氧化硅復合球表面形成一層聚多巴胺殼層；接著在惰性氣氛下將聚多巴胺高溫碳化，此過程中鈀納米粒子鑲嵌于碳殼層中，最后用堿性溶液去除二氧化硅小球，制備出鈀碳催化劑。

其不足之處在于，最終需要在高溫碳化作用下才能制備得到催化劑，會影響碳材料表面官能團的表面活性。

發明內容

本發明是為了克服現有技術的高溫碳化會影響碳材料表面的官能團活性的問題，提供一種應用于制苯乙烯的碳材料催化劑的制備方法，本發明以多巴胺為碳源，二氧化硅為載體，利用多巴胺易于自聚的特點，制備了聚多巴胺包裹二氧化硅催化劑，該催化劑制備方法簡單，不需要高溫碳化，直接用于苯乙炔催化加氫反應，表現出高催化活性和對苯乙烯的高選擇性。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種應用于制苯乙烯的碳材料催化劑的制備方法，其特征是，所述碳材料催化劑按以下原料配方制備得到：二氧化硅、去離子水、三羥甲基氨基甲烷及鹽酸多巴胺之間的比例為0.5-0.8g：1.8-2.2ml：0.2-0.5g：0.4g。

其中，二氧化硅作為催化劑載體，三羥甲基氨基甲烷作為緩沖試劑，鹽酸多巴胺作為碳源，按照上述配比加入進行催化劑制備，不需要高溫碳化所制備出來的聚多巴胺包裹二氧化硅催化劑，直接用于苯乙炔催化加氫反應，表現出高催化活性和對苯乙烯的高選擇性，制備方法簡單，節約能耗及成本。

作為優選，所述碳材料催化劑按以下原料配方制備得到：二氧化硅、去離子水、三羥甲基氨基甲烷及鹽酸多巴胺之間的比例為0.6-0.7g：1.8-2.2ml：0.3-0.4g：0.4g。

作為優選，所述碳材料催化劑為聚多巴胺包裹二氧化硅碳催化劑。

作為優選，包括以下步驟：

(1)稱取二氧化硅放入盛有去離子水的容器中進行第一段攪拌，然后加入三羥甲基氨基甲烷進行第二段攪拌，再加入鹽酸多巴胺進行第三段攪拌；

(2)攪拌結束后過濾、清洗并干燥，制備得到碳材料催化劑。