[發(fā)明專利]一種活性炭負(fù)載高分散雙金屬粒子催化劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211740616.3
• 申請(qǐng)日: 2022-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN115957752A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧春山;肖法展;蔣瑞坤;李小年
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/60
• 分類號(hào): B01J23/60;B01J23/89;B01J23/755;B01J37/02;B01J37/18;C07C1/26;C07C11/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 俞慧

本發(fā)明公開了一種活性炭負(fù)載高分散雙金屬粒子催化劑及其制備方法和應(yīng)用。所述催化劑包括載體、金屬活性組分I和金屬活性組分II，所述載體為活性炭，金屬活性組分I為鉑或鈀或鎳，金屬活性組分II為鋅或銅或鈷；所述金屬活性組分I的質(zhì)量占載體質(zhì)量的0.1?3.0％，金屬活性組分I與金屬活性組分II的摩爾比例為1:1?10。本發(fā)明提供了所述活性炭負(fù)載雙金屬粒子催化劑在三氯乙烯加氫脫氯選擇性制備乙烯中的應(yīng)用，很大程度的提高了三氯乙烯的轉(zhuǎn)化率和選擇性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種活性炭負(fù)載雙金屬粒子催化劑及其制備方法和應(yīng)用

發(fā)明背景

三氯乙烯是一種揮發(fā)性金屬脫脂有機(jī)溶劑，常被用于金屬表面的去污清潔、電路板清洗、衣服干洗、以及用于印刷油墨、黏合劑、斑點(diǎn)去污劑等。但是，三氯乙烯也是一種已知的致癌物質(zhì)，同時(shí)還與一系列的神經(jīng)、發(fā)育及免疫毒性有關(guān)，會(huì)造成肝功能損壞和抑制人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)等。美國環(huán)境保護(hù)署已經(jīng)不再允許將三氯乙烯用于氣溶膠脫脂劑及去污劑。我國也對(duì)三氯乙烯的使用提出了更為嚴(yán)格的限制條件，并且大力推廣三氯乙烯的替代品。但由于過去的長期廣泛使用，三氯乙烯仍是空氣、地下水和食品中常見的環(huán)境污染物。因此，三氯乙烯的降解處理至關(guān)重要。目前，處理三氯乙烯常見方法有吸附、生物過濾以及膜分離法等。但是這些方法會(huì)產(chǎn)生很高的處理成本，化學(xué)法仍是目前為止最為綠色、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)可行的處理方法。本發(fā)明則是圍繞開發(fā)一種炭載高分散雙金屬粒子催化劑以及在三氯乙烯加氫脫氯的應(yīng)用。三氯乙烯(trichlorethylene,TCE)是是工業(yè)上廣泛使用的劑,也可用于氯化物的生產(chǎn)。

中國專利文獻(xiàn)CN103721368A公開了一種以過渡金屬磷化物為催化劑三氯乙烯加氫脫氯的方法，該方法通過程序升溫還原法制備過渡金屬磷化物。雖然該方法綠色環(huán)保，但其三氯乙烯的轉(zhuǎn)化率在32.74％左右，轉(zhuǎn)化率過低，金屬利用率不高。所以說如何提高催化劑的活性來更有效的處理環(huán)境中的三氯乙烯是重要的。中國專利CN1110103604A公開了一種催化加氫脫氯用催化劑及其制備方法和應(yīng)用，該方法中合金催化劑以元素Ru為主體，選取指定合金元素Re、Ti、Cr、Ni、Al、Co、Cu、Nb、Ta、Ru、Pt或Ag中的任意一種或多種與Ru形成合金；助劑為堿金屬或烯土金屬，載體為活性炭載體。將其用于三氟氯乙烯的制備中，三氟氯乙烯的轉(zhuǎn)化率在95.7％左右，選擇性為95.6％。雙金屬合金形式能夠很好的提高三氯乙烯的轉(zhuǎn)化率，很大程度的提高了金屬利用率。但是在制備過程中，顆粒的粒徑可控性較差，金屬納米顆粒容易發(fā)生團(tuán)聚等不利因素，使得催化劑穩(wěn)定性較差。所以雙金屬合金催化劑制備方法的優(yōu)化對(duì)三氯乙烯的處理具有重要意義。

目前，普通浸漬法所制備的催化劑存在金屬顆粒團(tuán)聚、分散度太低等缺點(diǎn)。而本發(fā)明能夠很大程度地增加金屬分散度，提高催化活性和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種活性炭負(fù)載高分散雙金屬粒子催化劑的制備方法。本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種活性炭負(fù)載雙金屬粒子催化劑。本發(fā)明要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是提供所述活性炭負(fù)載金屬粒子催化劑在三氯乙烯加氫脫氯選擇性制備乙烯中的應(yīng)用。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種活性炭負(fù)載雙金屬粒子催化劑的制備方法，所述催化劑包括載體、金屬活性組分I和金屬活性組分II，所述載體為活性炭，金屬活性組分I為鉑或鈀或鎳，金屬活性組分II為鋅或銅或鈷；所述金屬活性組分I的質(zhì)量占載體質(zhì)量的0.1-3.0％，金屬活性組分I與金屬活性組分II的摩爾比例為1:1-10；所述制備方法包括以下幾個(gè)步驟：

(1)金屬浸漬液I和II的配制：稱取金屬前驅(qū)體I和金屬前驅(qū)體II，分別用去離子水溶解，加入0.1-0.2mol/L表面活性劑水溶液，超聲使之充分混合后，加入離子液體，配成金屬浸漬液I和II；所述離子液體選用1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽或1-丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽；所述金屬前驅(qū)體I或II與表面活性劑溶液、離子液體的投料比為50-150mg：1-2ml：1-2ml；