一种用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及催化剂材料领域，提供了一种用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂的制备方法，将镍前驱体、含氮有机物和溶剂混合，进行煅烧，得到用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂。本发明专利技术通过煅烧的方式，不但制备出了氮化镍，而且含氮有机物在煅烧过程中转化成的炭材料作为催化剂载体，具有比表面积大和活性位点多的特点，活性成分氮化镍和炭材料载体的结合，提高了所制备的催化剂的活性；同时煅烧的方式还提高了催化剂的稳定性。将本发明专利技术提供的制备方法得到的催化剂用于氯代芳烃加氢脱氯过程中，氯苯转化率和苯选择性均在65％以上；而且氯苯转化率最高可达98.4％，苯选择性最高可达99.3％，催化剂循环使用5次后性能未见明显改变。循环使用5次后性能未见明显改变。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂材料领域，尤其涉及一种用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氯代芳烃及其衍生物，作为化工原料，被大量地应用在农药、医药、化工等领域。此类有机物有良好的热稳定性和化学稳定性，不容易被自然降解或生物降解，而且通过食物链在食物链的最顶端鸟类、鱼类和人体中富集。由于氯代芳烃及其衍生物具有高毒性，高致癌性，以及对生物体有明显抑制性，所以会对动物和人体造成严重危害。因此，对环境中氯代芳烃及其衍生物的处理有着重要意义。
[0003]目前，对氯代芳烃及其衍生物的主要处理方法有：吸附法、光催化降解法、生物降解法、氧化法、燃烧法、催化加氯脱氯法等。然而，吸附法不能根本上解决氯代有机物；光催化降解和生物降解存在效率低且周期长的问题；氧化法和燃烧法会造成二次污染；而催化加氢脱氯法是目前最常用的方法，该方法简单、高效且安全。现有技术中氯代芳烃及其衍生物的催化加氢脱氯一般使用含镍催化剂，在省略贵金属使用的情况下，为了提高原料的转化率和产物的选择性，往往采用还原法将新制备出的镍，作为反应的催化剂，但是催化效果还是不理想，通常原料的转化率仅在40％以上，选择性也仅在 50％以上。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的催化剂的制备方法同样不使用贵金属，制备出的催化剂用于氯代芳烃加氢脱氯催化反应，原料的转化率和产物的选择性可以同时在60％以上。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂的制备方法，包括：
[0007]将镍前驱体、含氮有机物和溶剂混合，进行煅烧，得到用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂。
[0008]优选地，所述镍前驱体包括六水硝酸镍、乙酸镍、氯化镍和乙酰丙酮镍中的至少一种。
[0009]优选地，所述含氮有机物包括尿素、双氰胺和三聚氰胺中的至少一种。
[0010]优选地，所述溶剂包括甲醇、乙醇和水中的至少一种。
[0011]优选地，所述镍前驱体和含氮有机物的物质的量的比例为0.01～0.03。
[0012]优选地，所述镍前驱体的物质的量和溶剂体积的比例为
[0013]0.08～0.12mmol/mL。
[0014]优选地，所述煅烧的温度为600～1000℃，煅烧的时间为1～4h。
[0015]优选地，所述煅烧的氛围为惰性氛围。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的用于氯代芳烃加氢脱氯
的催化剂。
[0017]本专利技术还提供了上述技术方案所述催化剂在氯代芳烃加氢脱氯反应中的应用。
[0018]本专利技术提供了一种用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂的制备方法，将镍前驱体、含氮有机物和溶剂混合，进行煅烧，得到用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂。本专利技术通过煅烧的方式，不但制备出了氮化镍(Ni3N)，而且含氮有机物在煅烧过程中转化成的炭材料作为氮化镍的载体，具有比表面积大和活性位点多的特点，活性成分氮化镍和炭材料载体的结合，提高了所制备的催化剂的活性；同时煅烧的方式还提高了催化剂的稳定性。实施例的结果显示，本专利技术提供的制备方法得到的催化剂，用于氯代芳烃加氢脱氯过程中，氯苯转化率和苯选择性均在65％以上；而且氯苯转化率最高可达98.4％，苯选择性最高可达99.3％，催化剂循环使用5次后，性能未见明显改变。由此可见，本专利技术提供的制备方法得到的催化剂相比现有技术中不使用贵金属的含镍催化剂(原料的转化率仅在40％以上，选择性也仅在50％以上)具有更佳的催化性能。
具体实施方式
[0019]本专利技术提供了一种用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂的制备方法，包括：
[0020]将镍前驱体、含氮有机物和溶剂混合后进行煅烧，得到用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂。
[0021]在本专利技术中，所述镍前驱体优选包括六水硝酸镍、乙酸镍、氯化镍和乙酰丙酮镍中的至少一种，更优选为六水硝酸镍。在本专利技术中，所述六水硝酸镍作为镍前驱体得到的氮化镍杂质含量少，催化剂的催化性能较好。
[0022]在本专利技术中，所述含氮有机物优选包括尿素、双氰胺和三聚氰胺中的至少一种，更优选为三聚氰胺。在本专利技术中，所述含氮有机物提供制备出的氮化镍中的氮原子，同时提供催化剂所需的载体炭，当采用三聚氰胺作为氮源和催化剂载体的提供者，得到的催化剂的催化性能较好。
[0023]在本专利技术中，所述溶剂优选包括甲醇、乙醇和水中的至少一种，更优选为乙醇。在本专利技术中，所述乙醇在制备过程中更容易挥发掉，减少溶剂对催化剂性能的影响。
[0024]在本专利技术中，所述镍前驱体和含氮有机物的物质的量的比例优选为 0.01～0.03，更优选为0.02。在本专利技术中，所述镍前驱体和含氮有机物的物质的量的比例控制在上述范围，得到的催化剂的催化性能较好。
[0025]在本专利技术中，所述镍前驱体的物质的量和溶剂体积的比例优选为 0.08～0.12mmol/mL，更优选为0.1mmol/mL。在本专利技术中，所述镍前驱体的物质的量和溶剂体积的比例控制在上述范围，得到的催化剂的催化性能较好。
[0026]在本专利技术中，所述镍前驱体、含氮有机物和溶剂的混合后优选还包括干燥。本专利技术对所述干燥的方式没有特殊规定，采用本领域技术人员熟知的干燥方式，将混合物中的溶剂去除即可。
[0027]在本专利技术中，所述干燥的温度优选为60～100℃，更优选为80℃。在本专利技术中，所述干燥的温度的温度控制在上述范围，可以将混合物种的溶剂完全去除，避免后期煅烧过程中溶剂对制备催化剂性能的影响。
[0028]在本专利技术中，所述煅烧的温度优选为600～1000℃，更优选为800～900℃；所述煅
烧的时间优选为1～4h，更优选为2～3h。在本专利技术中，所述煅烧的温度和煅烧的时间控制在上述范围，得到的催化剂的催化性能较好。
[0029]在本专利技术中，所述煅烧的氛围优选为惰性氛围。在本专利技术中，所述惰性氛围的气体优选包括氩气、氮气、氦气和氖气中的至少一种，更优选为氮气。在本专利技术中，所述氮气为惰性氛围常见的气体提供者，可以避免煅烧过程中空气中的氧对催化剂性能的影响，提高催化剂的催化能力。
[0030]本专利技术提供的制备方法，通过煅烧的方式，不但制备出了氮化镍(Ni3N)，而且含氮有机物在煅烧过程中转化成的炭材料作为氮化镍催化剂的载体，具有比表面积大和活性位点多的特点，活性成分氮化镍和炭材料载体的结合，提高了所制备的催化剂的活性；同时煅烧的方式还提高了催化剂的稳定性。
[0031]本专利技术还提供了利用上述制备方法制备得到的用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂。在本专利技术中，所述催化剂的催化成分优选为氮化镍，载体优选为煅烧过程中生成的炭材料。
[0032]本专利技术还提供了上述催化剂在氯代芳烃加氢脱氯反应中的应用。
[0033]本专利技术对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂的制备方法，包括：将镍前驱体、含氮有机物和溶剂混合后进行煅烧，得到用于氯代芳烃加氢脱氯的催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍前驱体包括六水硝酸镍、乙酸镍、氯化镍和乙酰丙酮镍中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氮有机物包括尿素、双氰胺和三聚氰胺中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括甲醇、乙醇和水中的至少一种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍前驱体和含...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嵘嵘，韩得满，陈先朗，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：发明
国别省市：