氮杂碳包覆钴催化剂的制备方法及基于上述催化剂的不饱和化合物催化转移加氢的方法技术

本发明专利技术公开了一种氮杂碳包覆钴催化剂的制备方法：将碳源、氮源、钴盐和溶剂按照质量比为x:(6‑x):(1～6):(1～10)混合均匀，x取0～6的整数；混合物干燥后置于真空管式炉中在惰性气体中焙烧；将焙烧后的混合物置于稀酸中酸化，后固液分离，固体洗涤干燥后得到氮杂碳包覆钴催化剂。本发明专利技术还公开了用该种方法制得的催化剂用于不饱和化合物尤其是香草醛、苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛或喹啉催化转移加氢的方法。本发明专利技术制备方法简单，原料廉价易得；钴包覆于氮杂碳内，保持了高活性的同时增加了催化剂的耐酸性和抗CO毒性；不饱和化合物的催化还原反应中使用甲酸作为氢源代替高压氢气，环保经济，目标产物的选择性高，无副产物生成。

Process for preparing CO coated cobalt catalyst and method for catalytic transfer hydrogenation of unsaturated compound based on said catalyst

The invention discloses a method for preparing nitrogen doped carbon coated cobalt catalyst, carbon and nitrogen sources, cobalt salt and solvent according to the mass ratio of x: (6 x): (1 ~ 6): (1 ~ 10) mixed evenly, x from 0 to 6 integer; furnace in the inert gas in a vacuum tube baking mixture after drying; the calcined mixture in dilute acid acidification, after solid-liquid separation, washing the solid after drying of N-doped carbon coated cobalt catalyst. The invention also discloses a catalyst prepared by the method of unsaturated compounds especially methods of vanillin, benzaldehyde, benzoic aldehyde, cinnamaldehyde or quinoline catalytic transfer hydrogenation. The preparation method of the invention is simple, cheap and easily obtained raw materials; cobalt coated on the N-doped carbon, maintain a high activity of catalyst and increase the acid resistance and CO toxicity; unsaturated compounds catalytic reduction reaction using formic acid as a hydrogen source instead of high pressure hydrogen economy, environmental protection, high selectivity, no byproduct.

【技术实现步骤摘要】
氮杂碳包覆钴催化剂的制备方法及基于上述催化剂的不饱和化合物催化转移加氢的方法
本专利技术涉及复合材料催化剂，具体是氮杂碳包覆钴催化剂的制备方法及基于上述催化剂的不饱和化合物催化转移加氢的方法。
技术介绍
经济的迅猛发展伴随着能源的大量消耗，传统的可再生能源存量渐趋匮乏，寻找可再生能源则是人类社会可持续发展的重要课题之一。生物质油是纤维素、半纤维素和木质素的各种降解物所组成的一种混合物，其含有大量的不饱和化合物如醛类、芳香环、酮类、酚类等，最高含氧量可达一半之多，过高的含氧量容易导致油品的化学稳定性差、热值低，这对其应用极为不利。常用的脱掉生物质油中的氧原子有化学催化和物理手段等，催化加氢(hydrodeoxygenation，HDO)是一种能显著提高生物质油转化产率，且可得到单一目标产物的行之有效的方法。加氢脱氧催化反应可在催化剂的作用下，使不饱和化合物进行加氢脱氧还原为饱和化合物，同时释放热量。已有的不饱和化合物催化氢化反应条件较为苛刻，温度高、需使用的氢压大、催化剂成本高，这都在一定程度上影响了生物质油的利用。如申请号为201410280751.3的中国专利披露了一种题为“一种制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮杂碳包覆钴催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)混合：将碳源、氮源、钴盐和溶剂按照质量比为x:(6‑x):(1～6):(1～10)混合均匀，其中x取0～6中的整数；2)干燥和焙烧：将上述混合物干燥后置于真空管式炉中在惰性气体中焙烧；3)后处理：将焙烧后的混合物置于稀酸中酸化，后固液分离，固体洗涤干燥后得到氮杂碳包覆钴催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种氮杂碳包覆钴催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)混合：将碳源、氮源、钴盐和溶剂按照质量比为x:(6-x):(1～6):(1～10)混合均匀，其中x取0～6中的整数；2)干燥和焙烧：将上述混合物干燥后置于真空管式炉中在惰性气体中焙烧；3)后处理：将焙烧后的混合物置于稀酸中酸化，后固液分离，固体洗涤干燥后得到氮杂碳包覆钴催化剂。2.根据权利要求1所述的氮杂碳包覆钴催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中碳源为葡萄糖、蔗糖、果糖中的一种或几种的组合，氮源为三聚氰胺、尿素、双氰胺中的一种，钴盐为氯化钴、硝酸钴、醋酸钴或硫酸钴，溶剂为去离子水。3.根据权利要求1所述的氮杂碳包覆钴催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中惰性气体为氮气，焙烧温度为500～800℃，升温速率为1～10℃/min，焙烧时间为1～5h。4.根据权利要求1所述的氮杂碳包覆钴催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中稀酸为稀盐酸，所述稀酸的质量浓度为5wt％。5.根据权利要求1-4中任一项所述的氮杂碳包覆钴催化剂的制备方法，其特征在于：氮杂碳包覆钴催化剂是按照碳源、氮源、钴盐和溶剂的质量比为3:3:3:4混合均匀，碳源为葡萄糖或果糖，氮源为三聚氰胺或双氰胺，钴盐为氯化钴、硝酸钴或醋酸钴中的一种，溶剂为去离子水，惰性气体为氮气，焙烧温度为700℃，升温速率为5℃/min，焙烧时间为4h，质量浓度为5wt％的条件下制成，记为Co@CN(1:1)-700。6.根据权利要求1所述的氮杂碳包覆钴催化剂用于不饱和化合物催化转移加氢的方法，其特征在于：以不饱和化合物为原料，甲酸为氢源，氮气为保护气，去离子水为溶剂，同时加入氮杂碳包覆钴催化剂进行催化，在还原温度为120～180℃，反应时间为1～4h的条件下不饱和化合物催化转移加氢还原为单一目标产物；所述不饱和化合物为香草醛、苯甲醛、肉桂醛、苯丙醛、喹啉中的一种；所述不饱和化合物，去离子水，甲酸，氮杂碳包覆钴催化剂的质量比为7...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂仁峰，杨环环，喻小龙，夏清华，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42