[發(fā)明專利]一種寡層碳保護的金屬基催化劑及其在環(huán)氧乙烷羰基化中的應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110795460.8 | 申請日： | 2021-07-14 |
| 公開（公告）號： | CN113385171A | 公開（公告）日： | 2021-09-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 梁長海;劉鵬程;羅靖潔;楊文豪;李闖 | 申請（專利權(quán)）人： | 大連理工大學 |
| 主分類號： | B01J23/52 | 分類號： | B01J23/52;B01J23/72;B01J23/75;B01J23/89;B01J33/00;B01J35/02;C07C67/37;C07C69/675 |
| 代理公司： | 大連理工大學專利中心 21200 | 代理人： | 溫福雪 |
| 地址： | 116024 遼*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 寡層碳 保護 金屬 催化劑 及其 環(huán)氧乙烷 羰基化 中的 應(yīng)用 | ||
1.一種寡層碳保護的金屬基催化劑的制備方法，其特征在于，制得的金屬基催化劑為體相金屬催化劑或固載化金屬催化劑，制備步驟如下：
(1)制備催化劑的前驅(qū)體
體相金屬催化劑的前驅(qū)體：將金屬前驅(qū)體與含碳有機物在N2手套箱中用研缽研磨均勻即為體相金屬催化劑的前驅(qū)體；其中，含碳有機物與金屬前驅(qū)體中金屬離子的摩爾比為0.5～100；
固載化金屬催化劑的前驅(qū)體：向體相金屬催化劑的前驅(qū)體中加入載體，同時滴加液體試劑，混合攪拌1-10min，并老化0.5-72小時，經(jīng)離心、洗滌得到干燥粉末，作為固載化金屬催化劑的前驅(qū)體；
(2)制備金屬基催化劑
采用熱分解-反應(yīng)氣氛處理兩步法或一步還原處理法，對體相金屬催化劑的前驅(qū)體或固載化金屬催化劑的前驅(qū)體進行熱氣氛處理，使表層碳載體在金屬顆粒表面部分熱分解或甲烷化形成寡層碳保護的金屬基催化劑：
采用熱分解-反應(yīng)氣氛處理兩步法時，首先在20-1000℃溫度范圍內(nèi)，將前驅(qū)體在N2、空氣或O2/Ar氣氛中處理2-10h，隨后在CO、CO/O2或H2S/O2/Ar的反應(yīng)氣氛中于20-450℃溫度范圍內(nèi)處理2-72h，得到金屬基催化劑；采用一步法時，在H2/Ar氣氛下20-1000℃溫度范圍內(nèi)處理2-10h，得到金屬基催化劑；
當制備固載化金屬催化劑時，采用碳材料為載體或氧化硅作為結(jié)構(gòu)骨架；氧化硅作為模板需要進一步去除，經(jīng)上述熱處理后，再通過氫氟酸在30-90℃刻蝕0.5-12h，洗滌干燥后得到寡層碳保護的金屬基催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的載體為碳材料時，包括碳納米管、活性炭、石墨烯、納米碳球、原位生成的無定型碳層；所述的載體為氧化硅時，包括氧化硅球、規(guī)則介孔氧化硅形成催化劑骨架。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述的金屬前驅(qū)體包括硝酸鎳、草酸鎳、硝酸銅、乙酸銅、環(huán)烷酸銅、硝酸鈷、乙酸鈷、環(huán)烷酸鈷、硬脂酸鈷、八羰基二鈷、硝酸鐵、乙酸鐵、硬脂酸鐵、氯金酸、乙酸亞錫中一種或兩種以上的組合；所述的金屬基催化劑中金屬組分的質(zhì)量分數(shù)為0.5-40wt％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的含碳有機物包括聚乙烯醇水溶液、聚乙烯吡咯烷酮水溶液、吡啶、二甲基取代的吡啶、羥基吡啶、咪唑、菲咯啉、喹啉、二氰二胺及其衍生物一種或兩種以上組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的制備方法，其特征在于，所述的液體試劑包括甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙酸乙酯或硼氫化鈉水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理氣氛中，O2/Ar混合氣中O2的體積百分比范圍為5％-40％，以Ar為平衡氣；CO/O2/Ar中CO及O2的體積百分比為5％-10％及20％-95％，Ar為平衡氣；H2S/O2/Ar混合氣中H2S及O2的體積百分比為0.1％-5％及5％-40％，Ar為平衡氣。
7.一種寡層碳殼保護的金屬基催化劑在環(huán)氧乙烷羰基化中的應(yīng)用，其特征在于，將環(huán)氧乙烷通過液體輸送泵與溶劑輸送到裝有催化劑粉末的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器中，環(huán)氧乙烷在溶劑中的摩爾分數(shù)為0.1-20mol％；通入0.1-15MPa的CO，在室溫～150℃溫度區(qū)間實現(xiàn)環(huán)氧乙烷的氫酯基化反應(yīng)；反應(yīng)后樣品經(jīng)過冷卻器降溫進入氣液分離器，回收CO氣體；液固混合物進入精餾塔，塔頂采用不同餾出溫度得到1,1-二甲氧基乙烷、EO及甲醇，對EO及甲醇進行回收；塔底得到3-羥基丙酸甲酯及催化劑殘渣，經(jīng)過過濾分離液固相得到高純度3-羥基丙酸甲酯，并對催化劑殘渣進行回收。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于大連理工大學，未經(jīng)大連理工大學許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202110795460.8/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
