The invention provides a nickel-based core-shell structure catalyst, a preparation method and application thereof. The catalyst consists of a silicate composite oxide shell, an embedded satellite metal active site nickel M and a silica core, one of which is Fe, Co and Cu. The preparation methods are as follows: (1) mixing strong ammonia water and water alcohol solution; adding tetraethyl orthosilicate, stirring to form silicon oxide crystal seeds; then adding ethosilicate ethyl ester, stirring, centrifugation and drying the mixed gel, and obtaining the SiO2 spherical core; (2) the SiO2 spherical core obtained from the first step is dispersed in the alcohol aqueous solution by ultrasonic and dissolved into the main metal nickel precursor and auxiliary. Metal M precursor; stirring, then adding concentrated ammonia water to solution pH=9.5-12. After heat treatment, the mixed solution is washed to neutrality with ethanol or deionized water. The obtained solid was dried and calcined in a special atmosphere to obtain nickel-based core-shell structure catalyst. The catalyst can be used in the hydrogenation of 1,4 -butynediol to 1,4 -butanediol.
【技术实现步骤摘要】
一种镍基核壳结构催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及核壳结构催化剂,具体属于一种页硅酸盐复合氧化物衍生的镍基核壳结构催化剂及其制备方法,以及该催化剂在1,4-丁炔二醇加氢合成1,4-丁二醇的应用。
技术介绍
1,4-丁炔二醇(BYD)的氢化是工业上生产1,4-丁二醇(BDO)的主要方法,1,4-丁二醇(BDO)是重要的有机合成和精细化工原料,向下游延伸可生产四氢呋喃(THF)、γ-丁内酯(GBL)、聚氨酯树脂(PU)、聚四亚甲基乙二醇醚(PTMEG)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等产品,在聚酯新材料、造纸、医药、汽车、农药、纺织和日用化工等领域有广泛而重要的用途。镍基催化剂由于其廉价性、易得性及高加氢活性,具有极强的工业应用前景,被广泛应用于催化加氢领域。但是,在工业应用过程中,研究者们也意识到了传统镍基催化剂很难满足技术进步对催化剂活性、选择性、稳定性及反应工况的要求。传统负载型催化剂金属纳米颗粒受载体的限制作用较小,临氢水热加氢条件下易于发生活性组分流失,同时伴随各类副反应的发生以及聚合碳物种的结焦。在过去十年中,核壳结构材料由于其特殊的性质而在众多领域引起了相当大的关注,包括催化,电池,气体传感器,水处理剂,发光,蛋白质分离,药物输送和材料科学。核-壳微粒是由一种纳米材料将另一种纳米材料包覆起来形成的纳米尺度的有序组装结构,其核与壳之间可通过物理或化学作用而相互连接和影响。与负载型纳米催化剂相比,核-壳结构纳米材料具有单分散性、可调变性等优点,不仅能增加活性组分的暴露表面,而且还能通过表面修饰实现对内核或壳层结构、尺寸的控制。
技术实现思路
本专利技术 ...
【技术保护点】
1.一种镍基核壳结构催化剂,其特征在于,由页硅酸盐复合氧化物壳层、内嵌式卫星金属活性位点镍‑M和氧化硅内核组成;所述M为Fe,Co,Cu中的一种。
【技术特征摘要】
1.一种镍基核壳结构催化剂,其特征在于,由页硅酸盐复合氧化物壳层、内嵌式卫星金属活性位点镍-M和氧化硅内核组成;所述M为Fe,Co,Cu中的一种。2.如权利要求1所述的一种镍基核壳结构催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:第一步,将5~25mL浓氨水和50~100mL的体积比1:1~5的水醇溶液于烧杯中混合搅拌10~30min;加入0.1~2mL正硅酸甲酯或正硅酸乙酯,磁力搅拌0.5~6h形成氧化硅晶种;然后在混合溶液中继续加入1~20mL正硅酸乙酯,20~80℃下搅拌1~24h;将混合凝胶乙醇洗涤后离心或过滤,60~140℃干燥8~15h得到SiO2球形内核;第二步,取第一步制得的SiO2球形内核1g超声分散于50~200mL的体积比1:1~5的醇水溶液中,并向其中溶解质量比为Ni:SiO2=0.05~0.35、M:SiO2=0.0001~0.15的主金属镍前驱体和辅助金属M前驱体,M为Fe,Co,Cu中的一种;搅拌0.5~3h,然后添加浓氨水...
【专利技术属性】
技术研发人员:王长真,赵永祥,李海涛,田亚妮,
申请(专利权)人:山西大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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