[發(fā)明專利]一種多孔碳氮材料負載納米雙金屬催化劑的制備方法及其在苯甲酸加氫反應(yīng)中的使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110093308.5
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112473719B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張姍姍;李成杰;張英超;馮麗娟;劉燕峰;于磊
• 申請（專利權(quán)）人: 濰坊科技學院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J27/043;B01J37/08;B01J37/16;B01J35/10;B82Y30/00;B82Y40/00;C07C51/36;C07C61/08
• 代理公司: 北京中索知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 周國勇

1.一種多孔碳氮材料負載納米雙金屬催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，生物質(zhì)基多孔碳氮載體材料的制備；

（1）預(yù)處理：取絲瓜藤蔓，自然風干，去葉留莖，首先用自來水沖洗2~3次，去除沾染的肉眼可見的灰塵、泥土大顆粒物；然后用2% 的洗滌劑浸泡10 ~20min，浸泡后自來水漂洗3次，每次12~18 min；再用100℃的開水燙漂1~2 min；最后用去離子水漂洗3次，每次1~2 min；將上述漂洗過的材料剪成段，放在90℃恒溫干燥箱里烘烤30 h，去除材料中的自由水；烘干后，粉碎，過17~19目標準篩，裝袋備用；

（2）高溫熱解：稱3 g預(yù)處理后的原材料，置于管式爐中，通氮氣，程序升溫至設(shè)定熱解溫度，所述設(shè)定熱解溫度為800°C；在設(shè)定熱解溫度下恒溫碳化2 h后，自然降溫，溫度降至100℃后，關(guān)閉氮氣供給裝置和管式爐；

（3）清洗和干燥：待管式爐溫度降至常溫后，取出樣品，置于瑪瑙研缽中研磨20 ~22min；將研磨均勻細致的樣品，轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯質(zhì)燒杯，加70~85 mL 10% KOH溶液，放置于超聲波清洗機上清洗30~35 min，后抽濾至中性；將抽濾過后的樣品再次轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯質(zhì)燒杯，加70~85 mL 1mol L^-1 HCl溶液，放置于超聲波清洗機上清洗30~35 min，后抽濾至中性；將處理過的樣品轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿，放在恒溫干燥箱中，95℃烘烤6~7 h；

（4）研磨：將上述樣品從恒溫干燥箱中取出，置于瑪瑙研缽中，研磨20~22 min，最終得到多孔碳氮材料；

步驟二，多孔碳氮負載Fe/CoS₂/HCCS納米雙金屬催化劑的制備；

（1）將步驟一中制備所得的多孔碳氮材料浸入5mmol/L的氯化亞鐵和氯化鈷混合溶液中，浸泡24~25h，然后60℃下真空烘干；

（2）然后置于管式爐中，在Ar氛圍下，升溫速率為3℃/min，在設(shè)定熱解溫度下保溫1.9~2.1h，冷卻得到中間產(chǎn)物；

然后在H₂S氛圍下，升溫速率為2℃/min，450℃下保溫29~31 min，制得多孔碳氮負載Fe/CoS₂/HCCS納米雙金屬催化劑；

HCCS為具有分級多孔和無序結(jié)構(gòu)的雜原子摻雜多孔炭材料。

2.一種基于權(quán)利要求1所述方法制得的一種多孔碳氮材料負載納米雙金屬催化劑在苯甲酸加氫反應(yīng)中的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將苯甲酸，10 mL 溶劑和 10 mg 所述的多孔碳氮材料負載納米雙金屬催化劑的混合物密封在反應(yīng)釜中；

（2）然后通過調(diào)節(jié)進氣閥來將 1 MPa H₂充入反應(yīng)釜中，關(guān)閉進氣閥，打開出氣閥緩慢放氣，排除釜內(nèi)空氣，置換 4~6 次；

（3）向釜內(nèi)充入 H₂至 3.0 MPa 壓力，穩(wěn)定 30 s 后，關(guān)閉進氣閥；

（4）設(shè)置反應(yīng)溫度為 150 ℃，反應(yīng)時間為 2.5 h；

反應(yīng)結(jié)束后，通過冰水浴將高壓釜冷卻至室溫，然后緩慢排放釜內(nèi)氣體，取出釜襯，通過外部磁鐵將催化劑與反應(yīng)液分離后，將催化劑洗滌干燥后進行循環(huán)實驗，產(chǎn)物用乙酸乙酯從水溶液中萃取出來進行色譜分析。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用方法，其特征在于，所述置換次數(shù)為5次。