本发明专利技术公开了Pt纳米合金催化剂及其制备方法和用途，其特征在于：原料包括活性组分供体和载体；其中活性组分供体与载体的摩尔质量比为0.5-10mmol/g，活性组分供体是Pt的化合物和Cu的化合。本发明专利技术Pt纳米合金催化剂可应用于催化甘油氢解制备1,2-丙二醇。本发明专利技术催化剂制作过程简单、催化活性高、可循环使用、产物易于分离、对环境污染小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有机合成过程中的催化剂，具体的说是Pt纳米合金催化剂及其制 备方法和用途。 二、
技术介绍
目前，迅速升温的生物柴油的开发使生产过程中副产的甘油出现大量过剩。如何 有效转化甘油成了重要的课题。1，2-丙二醇和1，3_丙二醇都是重要的有机化工原料，在食 品业、医药业、化妆品行业被广泛的用作吸湿剂、抗冻剂、润滑剂以及溶剂。甘油氢解制备1， 2_丙二醇或1，3_丙二醇已经被广泛关注。 有关甘油氢解制丙二醇有为数不少的专利以及文献报道，其中以金属负载型催化 剂催化为主，常用的金属有PcU Ru、Rh、Cu及Ni。早在1987年，Celanese公司就已经申请了使 用均相催化剂Rh(C0)2(acac)催化甘油氢解的专利（专利号：4642394)，该反应需要在高压 下进行，至今未见工业报道。1994年，Clasale等专利技术了用碱改性Ru催化剂催化甘油氢解制 备丙二醇的专利工艺，但是由于所需压力过高，未能在工业上推广。2000年，Shell公司利用 Pd络合催化剂加甲磺酸的催化体系在水和环丁砜的混合溶剂中催化氢解甘油制丙二醇，但 是催化活性不高。2008年，Kozhevnikov等用热稳定较好的Css.sUPW^Cko] (CsPW)固体酸 作助剂，制备出Ru-CsPW催化剂催化甘油氢解，在反应中取得了良好的催化效果，但是反应 中使用的催化剂用量比较大、制作复杂且易失活，不适合工业生产。 三、
技术实现思路
本专利技术是为解决现有催化剂催化效果不理想、反应条件苛刻的问题，旨在为催化 还原甘油生成1，2-丙二醇提供一种高效的催化剂"Pt纳米合金催化剂"及其制备方法，以期 望使其具有良好的催化效果，以提高反应的选择性、产品的转化率及优化反应条件。本专利技术 的催化剂催化活性高、易与产品分离、有较好的重复利用性、同时反应条件也比较温和，能 有效的解决现有技术方案的一些缺陷。 本专利技术解决技术问题采用如下技术方案： 本专利技术首先公开了Pt纳米合金催化剂，其特点在于其原料及配比： 活性组分供体， 载体， 其中活性组分供体与载体的摩尔质量比为0.5-10mmol/g; 所述活性组分供体是Pt的化合物和Cu的化合物;活性组分供体中Pt和Cu的摩尔比 是0·01_4:1; 所述载体选自 Si〇2、Ti〇2、γ-Α?2〇3或SBA-15; 所述Pt的化合物选自H2(PtCl6)、Cl2、K、Pt(N0 3)2、PtCl4、 PtBn、PtBn 或 Pt〇2; 所述 Cu 的化合物选自 Cu(N03)2、CuS〇4、Cu(OAc)2、Cu(acac)2、CuCl2、CuBr2、Cul2、 CuSO3、Cu(OAc)、CuCl、CuBr、CuI、CuO或Cu2O。 本专利技术还公开了上述Pt纳米合金催化剂的制备方法，其特征在于按如下步骤操 作： 1)按配比称取活性组分供体，并加入到去离子水中搅拌l_2h，获得混合物;然后再 按配比称取载体加入到所述混合物中搅拌3-6h，得到催化剂前驱体； 2)将所述催化剂前驱体放入真空干燥箱50-60°C干燥36-48h，然后在氢氮混合气 氛下300-350°C活化处理4-8h，将活性组分供体还原成活性组分一金属单质或合金，得到粉 末状Pt纳米合金催化剂。 所述氢氮混合气氛为氢气和氮气的混合气体，其中氢气和氮气的体积比为1:3-10。 本专利技术进一步公开了上述Pt纳米合金催化剂的用途，即在催化甘油氢解生成1，2_ 丙二醇的反应之中作为催化剂使用，具体操作过程为： 1)催化剂前驱体的制备按配比称取活性组分供体，并加入到去离子水中搅拌1-2h，获得混合物;然后再按 配比称取载体，加入到所述混合物中搅拌3_6h，得到催化剂前驱体； 2)催化剂活化处理将所述催化剂前驱体放入真空干燥箱50_60°C干燥36_48h，然后在氢氮混合气氛 下300-350°C活化处理4-8h，得到粉末状Pt纳米合金催化剂。 3)甘油氢解制备1，2-丙二醇 将计量的甘油溶液与本专利技术的催化剂放入高压反应釜中，封釜后使用高纯氢置换 爸内空气，然后通入氢气至爸内压力l-10Mpa，搅拌（100-700rmp/min)条件下加热至100-300°C，反应5-30h。反应完成后由气相色谱检测分析产物。催化剂的添加量为甘油质量的 5%-10%〇 所述甘油溶液为甘油和溶剂（甲醇或乙醇)混合后得到的溶液，甘油溶液的质量浓 度为 10%-100%。 本专利技术的有益效果体现在： 本专利技术采用Pt和Cu作为活性组分制作双金属催化剂，Cu活性组分的加入提高了催 化剂活性，尤其是Cu组分对C-O键有很高的活性，提高了甘油的转化率;Pt组分的加入，促进 Cu的化合物的还原，提高催化活性。本专利技术所使用载体，其比表面积大，与活性组分之间作 用力大，使得催化剂回收性能好;另外载体颗粒小，质地蓬松，使得活性组分在载体上分散 性能好，从而提高了催化剂的催化活性。本专利技术催化剂催化反应条件温和、催化活性好、重 复利用性好、且易与产物分离。 四、【具体实施方式】 通过以下实施例对本专利技术作进一步描述； 实施例l:Pt纳米合金催化剂的制备(Pt与Cu的摩尔比是0:1) 1、原料及配比 Cu(NO3)2 · 3H20 1.5mmol(0.36g) SiO2 Ig 2、催化剂的制备 将称量好的Cu(NO3)2 · 3H20加入3ml去离子水搅拌2h;称量Ig载体SiO2，加入到混 合物中搅拌5h，得到催化剂前驱体;再将催化剂前驱体放入真空干燥箱55°C干燥48h;然后 将干燥后的催化剂前驱体在氢氮混合气氛(氢气和氮气的体积比为1:5)下350°C活化处理 4h，即得产物。实施例2:Pt纳米合金催化剂的制备(Pt与Cu的摩尔比是1:1) 1、原料及配比 H2PtCl6 · 6H 20 1.5mmol(0.77g) Cu(NO3)2 · 3H20 I.5mmol(0.36g) SiO2 Ig 2、催化剂的制备本实施例中催化剂制备方法同实施例1。实施例3:Pt纳米合金催化剂的制备(Pt与Cu的摩尔比是2:1) 1、原料及配比 H2PtCl6 · 6H 20 3mmol(1.54g) Cu(NO3)2 · 3H20 1.5mmol(0.36g) SiO2 Ig 2、催化剂的当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
Pt纳米合金催化剂，其特征在于其原料及配比为：活性组分供体，载体，其中：活性组分供体与载体的摩尔质量比为0.5‑10mmol/g；所述活性组分供体是Pt的化合物和Cu的化合物；所述载体选自SiO2、TiO2、γ‑Al2O3或SBA‑15。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯乙巳，康玉梅，刘威威，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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