一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用技术

一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用，属于催化剂合成技术领域。首先通过水热法制备MOF(Zr)，然后经过高温焙烧得到ZrO2@C，最后通过浸渍铑源溶液和还原处理得到Rh/ZrO2@C加氢催化剂，该催化剂可以应用于香草醛的加氢催化反应。本发明专利技术制得的Rh/ZrO2@C加氢催化剂，能够提高Rh的分散性，为加氢反应提供更多的金属活性位点，并且制备方法简单，催化活性强，稳定性好，有望实现工业应用。

Preparation and application of a Rh/ZrO2@C hydrogenation catalyst

A preparation method and application of a Rh/ZrO2@C hydrogenation catalyst belong to the field of catalyst synthesis technology. First through the hydrothermal synthesis of MOF (Zr), then ZrO2@C obtained after calcination, finally by dipping rhodium source solution and reduction treatment of Rh/ZrO2@C hydrogenation catalyst, catalytic hydrogenation reaction of the catalyst can be applied to vanillin. The Rh/ZrO2@C hydrogenation catalyst prepared by the invention can improve the dispersion of Rh, provide more metal active sites for hydrogenation reaction, and has simple preparation method, strong catalytic activity and good stability, and is expected to achieve industrial application.

【技术实现步骤摘要】
一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用(一)
本专利技术涉及一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用，属于催化剂合成
(二)
技术介绍
传统的铑(Rh)基催化剂，例如Rh/C催化剂容易失活，再生性和稳定性差。氧化锆(ZrO2)作为加氢催化剂的载体，已得到广泛应用，ZrO2结构稳定，负载Rh后得到Rh/ZrO2催化剂，表现出优异的催化性能和稳定性。本专利技术合成了一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂，通过将含Zr的金属有机骨架材料MOF(Zr)(UiO-66)进行热解，得到ZrO2@C载体，然后负载Rh金属，获得Rh/ZrO2@C加氢催化剂，再对香草醛进行加氢催化反应。(三)
技术实现思路
本专利技术一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用，具体包括以下步骤：(1)称取1～2mmol的锆源、1～2mmol的有机配体、2～6ml酸性溶液和20～60ml的二甲基甲酰胺，在20～30℃条件下搅拌10～30min，溶解后形成混合溶液。步骤(1)中所述的锆源为氯化锆、硝酸锆中的一种；有机配体为对苯二甲酸、联苯二酸中的一种；酸性溶液为冰醋酸、磷酸中的一种。(2)将步骤(1)中的混合溶液在温度为100～160℃下水热处理10～40h后，进行离心处理，得到沉淀物，然后依次使用二甲基甲酰胺和无水乙醇对沉淀物分别洗涤2～4次，最后在温度为60～100℃下真空干燥5～12h，即得到MOF(Zr)。(3)将步骤(2)得到的Zr-MOF放入马弗炉，在400～800℃下焙烧3～7h，冷却到室温后即得ZrO2@C。(4)将步骤(3)得到的ZrO2@C放入质量浓度为2～6％的铑源溶液中，搅拌1～3h，然后过滤，在温度为60～100℃下真空干燥5～12h，再加入硼氢化钠溶液进行还原处理，最终得到Rh/ZrO2@C加氢催化剂。步骤(4)中所述的铑源为氯化铑、硝酸铑中的一种。本专利技术一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂可以应用于香草醛的加氢催化反应。本专利技术的优点在于：1、本专利技术提出的一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用，以ZrO2@C为载体，能够提高Rh的分散性，为加氢反应提供更多的金属活性位点。2、本专利技术提出的一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用，该加氢催化剂制备方法简单，催化活性强，催化剂稳定性好，有望实现工业应用。(四)附图说明图1：本专利技术提出的一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用的工艺流程图。(五)具体实施方式下面将结合附图和具体实施例来详述本专利技术的技术特点，如图1所示。实施例1：本专利技术一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用，具体包括以下步骤：(1)称取1.5mmol的锆源、1.5mmol的有机配体、4ml酸性溶液和40ml的二甲基甲酰胺，在25℃条件下搅拌20min，溶解后形成混合溶液。步骤(1)中所述的锆源为氯化锆；有机配体为对苯二甲酸；酸性溶液为冰醋酸。(2)将步骤(1)中的混合溶液在温度为140℃下水热处理24h后，进行离心处理，得到沉淀物，然后依次使用二甲基甲酰胺和无水乙醇对沉淀物分别洗涤3次，最后在温度为80℃下真空干燥8h，即得到MOF(Zr)。(3)将步骤(2)得到的Zr-MOF放入马弗炉，在600℃下焙烧5h，冷却到室温后即得ZrO2@C。(4)将步骤(3)得到的ZrO2@C放入质量浓度为4％的铑源溶液中，搅拌2h，然后过滤，在温度为80℃下真空干燥8h，再加入硼氢化钠溶液进行还原处理，最终得到Rh/ZrO2@C加氢催化剂。步骤(4)中所述的铑源为氯化铑。本专利技术一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂可以应用于香草醛的加氢催化反应。结果表明，Rh/ZrO2@C加氢催化剂在反应的15min内对香草醛的转化率能达到95％，催化剂循环使用6次后，转化率仍能保持在90％以上。实施例2：本专利技术一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用，具体包括以下步骤：(1)称取1mmol的锆源、1mmol的有机配体、2ml酸性溶液和20ml的二甲基甲酰胺，在20℃条件下搅拌10min，溶解后形成混合溶液。步骤(1)中所述的锆源为硝酸锆；有机配体为联苯二酸；酸性溶液为冰醋酸。(2)将步骤(1)中的混合溶液在温度为100℃下水热处理40h后，进行离心处理，得到沉淀物，然后依次使用二甲基甲酰胺和无水乙醇对沉淀物分别洗涤2次，最后在温度为60℃下真空干燥12h，即得到MOF(Zr)。(3)将步骤(2)得到的Zr-MOF放入马弗炉，在800℃下焙烧3h，冷却到室温后即得ZrO2@C。(4)将步骤(3)得到的ZrO2@C放入质量浓度为6％的铑源溶液中，搅拌3h，然后过滤，在温度为100℃下真空干燥5h，再加入硼氢化钠溶液进行还原处理，最终得到Rh/ZrO2@C加氢催化剂。步骤(4)中所述的铑源为氯化铑。本专利技术一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂可以应用于香草醛的加氢催化反应。结果表明，Rh/ZrO2@C加氢催化剂在反应的20min内对香草醛的转化率能达到95％，催化剂循环使用6次后，转化率仍能保持在85％以上。实施例3：本专利技术一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用，具体包括以下步骤：(1)称取2mmol的锆源、2mmol的有机配体、6ml酸性溶液和60ml的二甲基甲酰胺，在30℃条件下搅拌30min，溶解后形成混合溶液。步骤(1)中所述的锆源为氯化锆、硝酸锆中的一种；有机配体为对苯二甲酸、联苯二酸中的一种；酸性溶液为冰醋酸、磷酸中的一种。(2)将步骤(1)中的混合溶液在温度为160℃下水热处理10h后，进行离心处理，得到沉淀物，然后依次使用二甲基甲酰胺和无水乙醇对沉淀物分别洗涤4次，最后在温度为100℃下真空干燥5h，即得到MOF(Zr)。(3)将步骤(2)得到的Zr-MOF放入马弗炉，在400℃下焙烧7h，冷却到室温后即得ZrO2@C。(4)将步骤(3)得到的ZrO2@C放入质量浓度为2％的铑源溶液中，搅拌1h，然后过滤，在温度为60℃下真空干燥12h，再加入硼氢化钠溶液进行还原处理，最终得到Rh/ZrO2@C加氢催化剂。步骤(4)中所述的铑源为硝酸铑。本专利技术一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂可以应用于香草醛的加氢催化反应。结果表明，Rh/ZrO2@C加氢催化剂在反应的30min内对香草醛的转化率能达到95％，催化剂循环使用6次后，转化率仍能保持在88％以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)称取1～2mmol的锆源、1～2mmol的有机配体、2～6ml酸性溶液和20～60ml的二甲基甲酰胺，在20～30℃条件下搅拌10～30min，溶解后形成混合溶液；(2)将步骤(1)中的混合溶液在温度为100～160℃下水热处理10～40h后，进行离心处理，得到沉淀物，然后依次使用二甲基甲酰胺和无水乙醇对沉淀物分别洗涤2～4次，最后在温度为60～100℃下真空干燥5～12h，即得到MOF(Zr)；(3)将步骤(2)得到的Zr‑MOF放入马弗炉，在400～800℃下焙烧3～7h，冷却到室温后即得ZrO2@C；(4)将步骤(3)得到的ZrO2@C放入质量浓度为2～6％的铑源溶液中，搅拌1～3h，然后过滤，在温度为60～100℃下真空干燥5～12h，再加入硼氢化钠溶液进行还原处理，最终得到Rh/ZrO2@C加氢催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种Rh/ZrO2@C加氢催化剂的制备方法及应用，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)称取1～2mmol的锆源、1～2mmol的有机配体、2～6ml酸性溶液和20～60ml的二甲基甲酰胺，在20～30℃条件下搅拌10～30min，溶解后形成混合溶液；(2)将步骤(1)中的混合溶液在温度为100～160℃下水热处理10～40h后，进行离心处理，得到沉淀物，然后依次使用二甲基甲酰胺和无水乙醇对沉淀物分别洗涤2～4次，最后在温度为60～100℃下真空干燥5～12h，即得到MOF(Zr)；(3)将步骤(2)得到的Zr-MOF放入马弗炉，在400～800℃下焙烧3～7h，冷却到室温后即得ZrO2@C；(4)将步骤(3)得到的ZrO2@C放入质量浓度为2～6％的铑源溶液中，搅拌1～3h，然后过滤，在温度为60...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，雷建都，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11