[發明專利]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中的使用方法

有效

• 申請號: 202110093308.5
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112473719B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 張姍姍;李成杰;張英超;馮麗娟;劉燕峰;于磊
• 申請（專利權）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: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 周國勇

本發明適用于催化劑技術領域，提供了一種多孔碳氮材料負載納米雙金屬催化劑制備方法包括，步驟一，生物質基多孔碳氮載體材料的制備；預處理、高溫熱解、清洗和干燥、研磨；步驟二，多孔碳氮負載Fe/CoS2/HCCS納米雙金屬催化劑的制備；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中的使用方法，將苯甲酸，溶劑和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釜中進行反應。借此，本發明能夠增強催化劑在反應溶劑中的分散性，增加碳材料的活性點位，雙金屬協同增強催化劑活性，提高產物產率。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，尤其涉及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中的使用方法。

背景技術

環己甲酸及其衍生物在各行各業中具有廣泛的應用,特別是如今醫藥和化工產品對人們生活越來越重要，經濟高效的合成環己甲酸及其衍生物具有很高的意義與價值。

眾所周知，苯甲酸的選擇性苯環加氫反應是合成環己甲酸最直接有效的方法。但是由于苯甲酸的氫化需要克服苯環的高共振能，所以苯甲酸加氫相對于烯烴、炔烴以及醛、羧酸酯類的還原要困難得多；另一方面，苯環與吸電子基團羧基相連使得氫化需要比給電子基團更苛刻的條件，導致一些副反應的發生。目前人們主要是以貴金屬催化劑來催化苯甲酸加氫生成環己甲酸的反應，大多數催化劑采取負載的方式將金屬活性中心分散，從而更有效的提高金屬的利用率。其中活性中心主要為 Pt 族貴金屬 Pd、Pt、Rh、Ir、Ru等，但其高昂的價格限制了在工業上的進一步應用。因此，開發高活性、高穩定性的非貴金屬苯甲酸加氫催化劑是人們渴望的目標。

加氫合成技術的關鍵就在于高性能加氫催化劑的研發。納米加氫催化劑因其獨特的物理化學性質，在加氫合成領域具有重要應用。常用的加氫催化劑主要是含第VIII組過渡金屬元素制備的金屬催化劑，如Ni-Mo、Co-W硫化物催化劑，主要用于石油煉制中的加氫處理。這些催化劑在各類加氫合成過程中起著關鍵作用，但是，也存在一些問題：催化劑于產物難分離，不易回收；貴金屬催化劑易被有機硫、有機氮中毒而失活；金屬硫化物催化活性低等。因此，研發活性高、穩定性好、產物選擇性高以及反應條件溫和的新型催化劑一直是加氫合成領域的研究熱點。

綜上可知，現有技術在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進。

發明內容

針對上述的缺陷，本發明的目的在于提供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中的使用方法 ，其能夠增強催化劑在反應溶劑中的分散性，增加碳材料的活性點位，雙金屬協同增強催化劑活性，提高產物產率。

為了實現上述目的，本發明提供一種多孔碳氮材料負載納米雙金屬催化劑的制備方法，包括如下制備方法：

步驟一，生物質基多孔碳氮載體材料的制備；

（1）預處理：取絲瓜藤蔓，自然風干，去葉留莖，首先用自來水沖洗2~3次，去除沾染的灰塵、泥土等肉眼可見的大顆粒物；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1~2min；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預處理后的原材料，置于管式爐中，通氮氣，程序升溫至設定熱解溫度，所述設定熱解溫度為700°C~1100°C；在設定熱解溫度下恒溫碳化2 h后，自然降溫，溫度降至100℃后，關閉氮氣供給裝置和管式爐；