一种氮掺杂碳包覆双纳米金属催化剂及其制备方法和用途技术

技术编号:20805720 阅读:43 留言:0更新日期:2019-04-10 03:11
本发明专利技术公布了一种氮掺杂碳包覆双纳米金属催化剂及其制备方法和用途。所述催化剂通过助剂和载体的改性以及氮掺杂碳化合物的包覆极大提高了催化剂对β‑苯乙醇的选择性及催化剂寿命。本发明专利技术制备的催化剂应用于氧化苯乙烯加氢制备β‑苯乙醇的工艺简单,在70~80℃、3~4MPa的较温和条件下连续稳定运行,氧化苯乙烯转化率>99.8%,β‑苯乙醇选择性>99.5%,反应过程中无需添加其他任何助剂、溶剂,产物分离简单,催化剂单耗低至0.8Kg(CAT)/t(PEA),有利于工业化放大生产。

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂碳包覆双纳米金属催化剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种氮掺杂碳包覆双纳米金属催化剂及其制备方法和用于由氧化苯乙烯制备β-苯乙醇的用途。
技术介绍
β-苯乙醇是一种简单的芳香族伯醇,具有淡雅、细腻而持久的玫瑰花香气,被广泛应用于日用化工品种,如化妆水、香皂、洗发香波等;也被用于食用香精和烟用香精中,是配制玫瑰香型食品添加剂、玫瑰香型香精的主要原料;此外,β-苯乙醇还可用于化工生产中,如药物中间体、燃料中间体、高级香料中间体等,其生产状况与人类生活密切相关。天然苯乙醇具有更为柔和持久的香气、更高的商业价值,但其在大自然中的资源非常有限。因此,目前市场上的β-苯乙醇基本都是工业合成的。工业生产β-苯乙醇的主要方法先后经甲苯法、环氧乙烷法(Friedel-Crafts反应)及氧化苯乙烯加氢法的工艺优化,作为当前制备β-苯乙醇的主要方法,氧化苯乙烯加氢制备β-苯乙醇的均相法和非均相法都有文献报道。均相法由于产物分离难度极大几乎不被采用。在非均相催化中,骨架Ni是最常用的催化剂。US3579593介绍了分别以骨架Ni和Pd作催化剂制备β-苯乙醇的方法,单独以Ni为催化剂时,副产物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮掺杂碳包覆双纳米金属催化剂,其包括负载于胺改性MCM‑41介孔分子筛载体中的催化剂活性组分Ni、Co元素和助剂,以及分散于胺改性MCM‑41介孔分子筛载体中并对活性组分形成包覆层的氮掺杂碳化合物,其中,Ni元素:含量为10~25wt%,优选15~20wt%,以元素Ni计;Co元素:含量为5~20wt%,优选10~15wt%,以元素Co计;助剂:含量为2~10wt%,优选4~5wt%,以金属元素计,包括Zn、Mg、La和Ce元素中的一种或多种,优选为包括Zn和Ce元素,更优选为Zn和Ce元素的摩尔比为1~2:1;包覆层:氮掺杂碳化合物,含量为15~30wt%,优选20~25wt%,以氮...

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂碳包覆双纳米金属催化剂,其包括负载于胺改性MCM-41介孔分子筛载体中的催化剂活性组分Ni、Co元素和助剂,以及分散于胺改性MCM-41介孔分子筛载体中并对活性组分形成包覆层的氮掺杂碳化合物,其中,Ni元素:含量为10~25wt%,优选15~20wt%,以元素Ni计;Co元素:含量为5~20wt%,优选10~15wt%,以元素Co计;助剂:含量为2~10wt%,优选4~5wt%,以金属元素计,包括Zn、Mg、La和Ce元素中的一种或多种,优选为包括Zn和Ce元素,更优选为Zn和Ce元素的摩尔比为1~2:1;包覆层:氮掺杂碳化合物,含量为15~30wt%,优选20~25wt%,以氮化碳计;载体:胺改性MCM-41介孔分子筛15~68wt%,优选35~51wt%,以SiO2计;以上wt%均为基于催化剂的重量。2.根据权利要求1所述的氮掺杂碳包覆双纳米金属催化剂,其中,氮掺杂碳化合物是氮掺杂碳化合物前体例如含碳氮元素的化合物如三聚氰胺、尿素、尿嘧啶中的一种或多种在惰性气体氛围下焙烧(例如350~450℃下焙烧6-15小时)而形成的产物。3.权利要求1或2所述的氮掺杂碳包覆双纳米金属催化剂的制备方法,包括以下步骤:(A)制备胺改性MCM-41介孔分子筛母液;(B)将活性组分前驱体、助剂前驱体与MCM-41介孔分子筛母液混合;(C)将氮掺杂碳化合物前体在惰性气体氛围加热获得氮掺杂碳化合物,通过浸渍法将氮掺杂碳化合物分散于分子筛中并对活性组分形成包覆结构;(D)将步骤(C)所得产物成型。4.权利要求1或2所述的氮掺杂碳包覆双纳米金属催化剂的制备方法,包括以下步骤:1)将活性组分Ni、Co元素的前驱体(通常Ni盐、Co盐)、助剂前驱体(Zn、Mg、La和Ce元素中的一种或多种元素的盐)溶解于水中,优选去离子水中形成水溶液,优选各前驱体盐在水溶液的浓度是1~30wt%,优选3~15wt%;2)将步骤1)所述水溶液加入到胺改性MCM-41介孔分子筛母液中混合;3)将氮掺杂碳化合物前体置于惰性环境下加热,获得固体,研磨成粉末状态;4)在强搅拌条件下将步骤3)所得的粉末加入到步骤2)所得混合溶液中,优选通过超声方式加强粉末渗入活性组分中;5)将步骤4)所得混合液去除溶剂,随后将固体粉末焙烧;6)利用粘结剂将步骤5)所得固体粉末通过滚球成型的方式得到球形颗粒催化剂备用。5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述活性组分前驱体、胺改性MCM-41介孔分子筛、氮掺杂碳化合物前体各自的用量应使得,在所制备的催化剂中,以金属元素含量计,Ni元素占所制催化剂的10~25wt%,优选15~20wt%,Co元素占所制催化剂的5~20wt%,优选10~15wt%,助剂含量为2~10wt%,优选4~5wt%,氮掺杂碳化合物含量为15~30wt%,优选20~25wt%,以n-C3N4计,n为0.4~0.6;胺改性MCM-41介孔分子筛15~68wt%,优选35~51wt%。6.权利要求4-5中任一项所述的制备方法,其中,步骤1)中,所述活...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨恒东王明永曾伟王展崔兵王磊黎源华卫琦刘运海胡江林陈永杨洋宋延方
申请(专利权)人:万华化学集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:山东,37

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