MCM-41/Pd/Ni催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种MCM

【技术实现步骤摘要】
MCM-41/Pd/Ni催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，尤其涉及一种MCM-41/Pd/Ni催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]双酚F型环氧树脂是由环氧氯丙烷和双酚F(BPF)在碱性条件下缩合而成的产物，它不仅具有双酚A型环氧树脂的一切优良特性，除此之外还有其独特的性能，尤其是它的黏度远低于双酚A型环氧树脂的黏度。由于力学性能比双酚A型环氧树脂更优异，双酚F型环氧树脂可应用于铸塑及浇铸成型材料、层压材料、无溶剂固体涂料等要求液态黏度低的领域，在风电行业、军工、大型船舶行业等行业受到有越来越广泛的的重视，而其中的催化剂是双酚F型环氧树脂合成工艺中的重要工艺条件之一，现在的所用的催化剂使得产品产率低，对环境也有所损害，且催化剂原料昂贵不易得。
[0003]MCM-41与其它沸石材料相比，MCM-41的骨架铝物种热稳定性相对较差，在焙烧过程中，骨架铝物种由骨架脱落成为非骨架铝物种，纯硅MCM-41本身酸性很弱，直接用作催化剂活性较低，因此，研究人员常对其进行改性，以增加其催化活性，以MCM-41为载体负载多金属可以得到一种优异的负载催化剂，得到了国内外广泛的研究和应用，负载催化剂具有对设备不存在腐蚀作用，反应条件温和，可回收重复使用等优点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种MCM-41/Pd/Ni催化剂及其制备方法和应用，采用MCM-41为载体同时负载Pd和Ni，负载后的催化剂可以成功用到双酚F的合成中，取到较高的产率和选择性，同时，该类催化剂用到丙酸戊酯和丁酸戊酯的合成中，可以得到较高的产率和化学选择性。本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种MCM-41/Pd/Ni催化剂，其中，所述催化剂以MCM-41为载体，所述MCM-41载体负载钯粒子和镍粒子，所述钯粒子的负载量为1～3wt％，所述镍粒子的负载量为1～3wt％。
[0006]一种MCM-41/Pd/Ni催化剂的制备方法，其中，包括以下步骤：
[0007](1)钯纳米粒子的制备：将PdCl2溶液在室温搅拌下慢慢加入PPh3的无水乙醇溶液中，并在60～100℃热水浴中静置1～3h，过滤、水洗、干燥后得到黄色固体Pd(PPh3)2Cl2；将Pd(PPh3)2Cl2溶于乙醇中得到Pd(PPh3)2Cl2乙醇溶液，加入NaBH4在室温下搅拌1.5-3h，之后逐滴加入配好的氢氧化钠溶液，搅拌到溶液成悬浮液，停止搅拌，得到钯纳米粒子；
[0008](2)镍纳米粒子的制备：将氯化镍和三苯基膦分别溶于热正丁醇中，然后混合搅拌回流10～60min，过滤干燥得到Ni(PPh3)2Cl2；将Ni(PPh3)2Cl2溶于乙醇中得到Ni(PPh3)2Cl2乙醇溶液，并加入NaBH4在室温下搅拌1.5-3h，之后逐滴加入配好的氢氧化钠溶液，搅拌到溶液成悬浮液，停止搅拌，得到镍纳米粒子；
[0009](3)MCM-41负载钯纳米粒子：将MCM-41和甲苯在氮气氛围搅拌至糊状，加入3-(2-氨乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷和氯仿，回流搅拌36～72h，过滤、洗涤、干燥得到中间产物，
将丙酮、中间产物和钯纳米粒子加入反应瓶中混合，混合物在氮气氛围中回流搅拌48～96天，过滤、洗涤、干燥，得到MCM-41/Pd；
[0010](4)MCM-41负载钯镍双金属催化剂：将MCM-41/Pd、镍纳米粒子和丙酮混合，反应混合物在氮气氛围中回流搅拌48～96天，过滤、洗涤、干燥，得到MCM-41/Pd/Ni双金属催化剂。
[0011]优选的是，所述的MCM-41/Pd/Ni催化剂的制备方法，其中，所述步骤(1)PdCl2和PPh3的质量比为3:10～3:12；所述Pd(PPh3)2Cl2乙醇溶液的浓度为1～400mg/ml。
[0012]优选的是，所述的MCM-41/Pd/Ni催化剂的制备方法，其中，所述步骤(2)氯化镍和三苯基膦的质量比为1:1～1:3，所述Ni(PPh3)2Cl2乙醇溶液的浓度为5～200mg/ml。
[0013]优选的是，所述的MCM-41/Pd/Ni催化剂的制备方法，其中，所述步骤(3)丙酮、中间产物和钯纳米粒子的质量比为115～120:9～10:1；所述干燥温度为120℃～150℃，干燥时间为2～5h。
[0014]优选的是，所述的MCM-41/Pd/Ni催化剂的制备方法，其中，所述步骤(3)丙酮、中间产物和钯纳米粒子的质量比为115～120:9～10:1；所述干燥温度为120℃～150℃，干燥时间为2～5h。
[0015]优选的是，所述的MCM-41/Pd/Ni催化剂的制备方法，其中，所述步骤(4)MCM-41/Pd、镍纳米粒子的质量比为5～20:1～3。
[0016]优选的是，所述的MCM-41/Pd/Ni催化剂的制备方法，其中，所述步骤(3)和步骤(4)洗涤时的溶剂为水和丙酮。
[0017]一种MCM-41/Pd/Ni催化剂在催化合成双酚F型环氧树脂中的应用。
[0018]本专利技术的优点在于：本专利技术的MCM-41/Pd/Ni催化剂及其制备方法，MCM-41负载钯镍双金属催化剂能够提高催化剂的催化活性，且催化剂能够重复回收利用，使用效率高，在双酚F型环氧树脂的合成过程中表现出良好的催化性能，能够提高双酚F型环氧树脂的得率，与之前合成双酚F型环氧树脂的出发原料不同，避免中间要先合成双酚F，并且该催化剂还能用到丙酸戊酯的合成中，并且能够取到较好的选择性和产率，该催化剂制备方法简单、催化剂稳定性高。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例1的MCM-41/Pd/Ni催化剂的扫描电镜图。
具体实施方式
[0020]下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0021]实施例1
[0022]一种MCM-41/Pd/Ni催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0023](1)Pd纳米粒子的制备：0.60g PdCl2在热水浴上溶于2mL浓盐酸，蒸馏水稀释到10～20mL，5～10％的KOH溶液调节pH值到5～7，室温下(15～30℃)搅拌下慢慢加入2.00g PPh3的无水乙醇溶液20mL，搅拌5～30min，置于60～100℃热水浴中静置1～3h，过滤，蒸馏水洗2～5次，干燥的到黄色固体Pd(PPh3)2Cl2，随后，按照Pd(PPh3)2Cl2(1mmol)和NaBH4(2mmol)摩尔比为1:2，将Ni(PPh3)2Cl2溶于乙醇，之后慢慢加入NaBH4，在室温下搅拌，在搅拌中逐滴加入配好的氢氧化钠溶液2.5ml(2.5mmol)，搅拌到溶液成悬浮液，停止搅拌，得到
Pd纳米粒子；
[0024](2)Ni纳米粒子的制备：0.65g的氯化镍和1.31g的三苯基膦分别溶于100mL热正丁醇中，然后混合搅拌回流10～60分钟左右，过滤干燥可得产品；然后按照Ni(PPh3)2Cl2(1mmol)和NaBH4(1mmol)摩尔比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MCM-41/Pd/Ni催化剂，其特征在于，所述催化剂以MCM-41为载体，所述MCM-41载体负载钯粒子和镍粒子，所述钯粒子的负载量为1～3wt%，所述镍粒子的负载量为1～3wt%。2.一种MCM-41/Pd/Ni催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）钯纳米粒子的制备：将PdCl2溶液在室温搅拌下慢慢加入PPh3的无水乙醇溶液中，并在60~100
o
C热水浴中静置1~3h，过滤、水洗、干燥后得到黄色固体Pd(PPh3)2Cl2；将Pd(PPh3)2Cl2溶于乙醇中得到Pd(PPh3)2Cl2乙醇溶液，并加入NaBH4在室温下搅拌1.5-3h，之后逐滴加入配好的氢氧化钠溶液，搅拌到溶液成悬浮液，停止搅拌，得到钯纳米粒子；（2）镍纳米粒子的制备：将氯化镍和三苯基膦分别溶于热正丁醇中，然后混合搅拌回流10~60min，过滤干燥得到Ni(PPh3)2Cl2；将Ni(PPh3)2Cl2溶于乙醇中得到Ni(PPh3)2Cl2乙醇溶液，并加入NaBH4在室温下搅拌1.5-3h，之后逐滴加入配好的氢氧化钠溶液，搅拌到溶液成悬浮液，停止搅拌，得到镍纳米粒子；（3）MCM-41负载钯纳米粒子：将 MCM-41和甲苯在氮气氛围搅拌至糊状，加入3-(2-氨乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷和氯仿，回流搅拌36～72h，过滤、洗涤、干燥得到中间产物，将丙酮、中间产物和钯纳米粒子加入反应瓶中混合，混合物在氮气氛围中回流搅拌48～96天，过滤、洗涤、干燥，得到MCM-41/Pd；（4）MCM-41负载钯镍双金属催化剂：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大伟，胡新宇，石刚，倪才华，陶蓉，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：