The present invention provides an alkaline and highly dispersed supported Pt-based nano-catalyst and its preparation and application. The catalyst is represented as Pt/MO_CN, in which MO is one of CeO2, ZrO2, ZnO and NiO, the mass percentage of Pt is 1-5%, the particle size of Pt is 2-4 nm, and the mass ratio of CN to MO is 0.2-1.2. In this method, metal nitrate was used as raw material, NaBH4 was used as precipitant, and melamine was introduced to obtain metal oxide / melamine precursor. After calcination, high specific surface area Mo_CN carrier rich in alkaline sites was obtained. Pt was highly uniformly dispersed on the surface of Mo_CN carrier by liquid phase reduction with NaBH4. /MO CN. The catalyst can catalyze the selective oxidation of 5_hydroxymethyl furfural to 2,5_furodic acid without the addition of alkali, at lower O2 pressure and at lower reaction temperature. The conversion and selectivity of the catalyst are 92-98% and 89-99% respectively. It has great application value and prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种碱性高分散负载型Pt基纳米催化剂及其制备和应用
本专利技术属于催化剂制备
,涉及一种碱性高分散负载型Pt基纳米催化剂及其制备方法,适用于在无外加碱液环境下5-羟甲基糠醛选择性催化氧化制备2,5-呋喃二甲酸。技术背景能源短缺和环境危机是制约当今世界经济和社会发展的两大主要问题。能源的过度消耗使得资源的稀缺性暴露无遗,供需矛盾日益突出,因此世界各国均采取各种途径和措施来提高能源的利用率,并积极寻求能源利用的新出路。与化石能源相比,生物质能源以其可再生、资源丰富、价格便宜、生态环境友好等特性而逐渐成为一种重要的替代能源。美国能源部针对目前石油基的30多种化学品,筛选出十二种认为最可能实现石油基替代的生物质平台化合物。2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是十二种平台化合物中唯一一个具有刚性平面结构的生物质基芳环单体,可用于替代部分石油基的化合物,FDCA可作为氧化前体制备己二酸并应用于尼龙材料的制备生产,可与二醇、二胺等单体进行聚合制备性能优异的新型生物质基高分子合成材料,还可被广泛应用于制药、有机合成以及金属有机骨架材料的合成等领域,在全球的用量极大,因而具有极高的科研价值和实际应用价值。关于FDCA的制备、下游产品的开发,以及与之相关联的催化材料的开发应用越来越受到科研工作者的关注。目前FDCA主要通过以下三种途径获得:1)以5-羟甲基糠醛(HMF)为原料,将HMF的醛基和羟甲基通过化学或生物法氧化得到FDCA;2)以呋喃为原料,通过乙酰化反应得到2,5-二乙酰基呋喃(2,5-DAF),再通过碘仿反应得到FDCA;3)以糠酸为原料,在高温高压的碱性环境 ...
【技术保护点】
1.一种碱性高分散负载型Pt基纳米催化剂的制备方法,具体步骤如下:A.配制浓度为0.05~0.2mol/L的M(NO3)x溶液,再加入与M(NO3)x摩尔比为1:1~2的三聚氰胺,超声3~5min得到A溶液;再配制浓度为0.5~2mol/L的硼氢化物溶液B;将等体积的A、B两种溶液同时加入高速旋转的胶体磨中充分搅拌5~10min;所述的M(NO3)x中M为Ce、Zr、Zn、Ni中的一种,x代表M金属离子的价态;所述的硼氢化物为NaBH4或KBH4中的一种;所述的胶体磨的转速为4000~6000r/min;B:将步骤A胶体磨中出来的物料转移至容器中,于60~90℃条件下进行水热晶化6~24h,离心分离,洗涤沉淀物至中性,于60~80℃下烘干,得到金属氧化物/三聚氰胺复合前体;C:将步骤B中得到的金属氧化物/三聚氰胺复合前体于空气气氛条件下,以2~10℃/min的升温速率升温至500~700℃并保温1~2h,得到MO‑CN载体材料;D:将步骤C得到的MO‑CN分散于去离子水中配制8‑12g/L的浆液,再按照产物催化剂中Pt的质量百分含量加入H2PtCl6溶液,超声3~5min,置于25℃常 ...
【技术特征摘要】
1.一种碱性高分散负载型Pt基纳米催化剂的制备方法,具体步骤如下:A.配制浓度为0.05~0.2mol/L的M(NO3)x溶液,再加入与M(NO3)x摩尔比为1:1~2的三聚氰胺,超声3~5min得到A溶液;再配制浓度为0.5~2mol/L的硼氢化物溶液B;将等体积的A、B两种溶液同时加入高速旋转的胶体磨中充分搅拌5~10min;所述的M(NO3)x中M为Ce、Zr、Zn、Ni中的一种,x代表M金属离子的价态;所述的硼氢化物为NaBH4或KBH4中的一种;所述的胶体磨的转速为4000~6000r/min;B:将步骤A胶体磨中出来的物料转移至容器中,于60~90℃条件下进行水热晶化6~24h,离心分离,洗涤沉淀物至中性,于60~80℃下烘干,得到金属氧化物/三聚氰胺复合前体;C:将步骤B中得到的金属氧化物/三聚氰胺复合前体于空气气氛条件下,以2~10℃/min的升温速率升温至500~700℃并保温1~2h,得到MO-CN载体材料;D:将步骤C得到的MO-CN分散于去离子水中配制8-12g/L的浆液,再按照产物催化...
【专利技术属性】
技术研发人员:范国利,柯长轩,李峰,
申请(专利权)人:北京化工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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