一种苯甲酸催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种苯甲酸催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。本发明专利技术的苯甲酸催化剂包括载体和负载于所述载体上的钌金属；所述载体为硼化铪。本发明专利技术的硼化铪载体和钌金属通过钌与硼之间的化学键结合在一起，提高了苯甲酸催化剂的稳定性，进而延长了苯甲酸催化剂的使用寿命；钌与硼化铪结合后，使得它们之间电荷相互转移，从而有利于对苯甲酸的吸附，增加了催化活性和选择性。增加了催化活性和选择性。增加了催化活性和选择性。

【技术实现步骤摘要】
一种苯甲酸催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，尤其涉及一种苯甲酸催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]环己甲酸是一种重要的有机中间体，可用于合成治疗血吸虫药物、抗孕药物和光固化剂等，也可用作染料、农药及石油澄清剂，具有很高的商业应用价值。
[0003]目前，环己甲酸主要由苯甲酸选择性加氢制得，常用的催化剂是碳钯催化剂。然而贵金属钯价格昂贵，导致催化剂的成本较高。为了降低催化剂的成本，人们开始用价格较低的钌作为活性组分，将金属钌负载到载体上制备苯甲酸催化剂用于选择性加氢制备环己甲酸。
[0004]目前负载钌金属常用的载体有二氧化钛、碳材料等。二氧化钛载体的低孔隙率和表面积不利于金属的分散和催化活性，难以获得高催化活性的催化剂。而碳材料，特别是多孔碳，虽然是一种优良的载体，具有高孔隙率和大比表面积，但由于缺乏锚定位点，金属颗粒与碳的相互作用较弱，导致金属的聚集或浸出，进而影响催化剂的使用寿命。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种苯甲酸催化剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的苯甲酸催化剂对苯甲酸具有高活性和选择性，且稳定性好，具有较长的使用寿命。
[0006]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：
[0007]本专利技术提供了一种苯甲酸催化剂，包括载体和负载于所述载体上的钌金属；所述载体为硼化铪。
[0008]优选的，所述钌金属的质量为载体质量的2～8％。
[0009]优选的，所述钌金属以金属团簇的形式存在。
[0010]本专利技术提供了上述方案所述苯甲酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011]将硼化铪、钌前驱体和水混合，得到分散液；
[0012]向所述分散液中滴加还原液，发生氧化还原反应，将所得产物体系进行固液分离和固体干燥，得到苯甲酸催化剂。
[0013]优选的，所述钌前驱体为氯化钌、十二羰基三钌、乙酸二碳基钌聚合物、六氯钌(III)酸钾或亚硝酰氯化钌(III)。
[0014]优选的，所述还原液中的还原剂为水合肼、硼氢化钠、硼氢化钾或柠檬酸钠。
[0015]优选的，所述还原液中还原剂与钌前驱体中钌的摩尔比为(5～10):1，所述还原液的浓度为0.01～0.4mol/L。
[0016]优选的，所述氧化还原反应的时间为2～4h。
[0017]本专利技术提供了上述方案所述苯甲酸催化剂或上述方案所述制备方法制备的苯甲酸催化剂在催化苯甲酸加氢制备环己甲酸中的应用。
[0018]优选的，所述应用的方法包括以下步骤：
[0019]将苯甲酸催化剂、苯甲酸和水混合，通入氢气进行加氢反应，得到环己甲酸；
[0020]所述加氢反应的温度为50～190℃，压力为1～4MPa；所述苯甲酸与苯甲酸催化剂的质量比为(0.5～2)：1。
[0021]本专利技术提供了一种苯甲酸催化剂，包括载体和负载于所述载体上的钌金属；所述载体为硼化铪。本专利技术的硼化铪载体和钌金属通过钌与硼之间的化学键结合在一起，提高了苯甲酸催化剂的稳定性，进而延长了苯甲酸催化剂的使用寿命；钌与硼化铪结合后，使得它们之间电荷相互转移，从而有利于对苯甲酸的吸附，增加了催化活性和选择性。
[0022]实施例的结果显示，本专利技术提供的苯甲酸催化剂对苯甲酸的转化率高达88.7％以上，环己甲酸选择性达到87.5％以上，说明本专利技术的催化剂对苯甲酸具有高活性和选择性；实施例1制备的苯甲酸催化剂在循环使用5次以后，苯甲酸的转化率仍然高达97.6％，说明本专利技术制备的苯甲酸催化剂具有良好的稳定性，使用寿命长。
[0023]此外，本专利技术的苯甲酸催化剂使用了较为便宜的钌贵金属来代替商业中常用的钯贵金属，有利于降低经济成本。
附图说明
[0024]图1为实施例1制备的苯甲酸催化剂的TEM图。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种苯甲酸催化剂，包括载体和负载于所述载体上的钌金属；所述载体为硼化铪。
[0026]在本专利技术中，所述钌金属优选以金属团簇的形式存在；所述钌金属主要分布于载体的表面。在本专利技术中，所述钌金属的粒径优选为3～5nm，更优选为4nm。
[0027]在本专利技术中，所述钌金属的质量优选为载体质量的2～8％，更优选为3～6％，最优选为5％。在本专利技术的实施例中，所述苯甲酸催化剂中钌金属的质量为载体质量的2.5％、5％或7.5％。
[0028]在本专利技术中，所述苯甲酸催化剂优选为多孔结构。
[0029]本专利技术的硼化铪载体和钌金属通过钌与硼之间的化学键结合在一起，提高了苯甲酸催化剂的稳定性，进而延长了苯甲酸催化剂的使用寿命；钌与硼化铪结合后，使得它们之间电荷相互转移，从而有利于对苯甲酸的吸附，增加了催化活性和选择性。
[0030]本专利技术提供了上述方案所述苯甲酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0031]将硼化铪、钌前驱体和水混合，得到分散液；
[0032]向所述分散液中滴加还原液，发生氧化还原反应，将所得产物体系进行固液分离和固体干燥，得到苯甲酸催化剂。
[0033]在本专利技术中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。
[0034]本专利技术将硼化铪、钌前驱体和水混合，得到分散液。
[0035]在本专利技术中，所述钌前驱体优选为氯化钌、十二羰基三钌、乙酸二碳基钌聚合物、六氯钌(III)酸钾或亚硝酰氯化钌(III)，更优选为氯化钌。在本专利技术中，所述氯化钌优选为无水氯化钌。
[0036]在本专利技术中，所述水优选为去离子水。
[0037]本专利技术对所述混合过程没有特殊要求，只要能够确保钌前驱体完全溶解同时硼化铪分散均匀即可。本专利技术优选将硼化铪加入到水中，然后加入钌前驱体，搅拌4～8h，得到分散液。
[0038]本专利技术所述硼化铪和钌前驱体的用量优选根据苯甲酸催化剂中钌金属的含量确定。本专利技术对所述水的用量没有特殊要求，能够确保钌前驱体完全溶解的同时硼化铪分散均匀即可。在本专利技术的实施例中，所述硼化铪和水的用量比为1g:10mL。
[0039]得到分散液后，本专利技术向所述分散液中滴加还原液，发生氧化还原反应，将所得产物体系进行固液分离和固体干燥，得到苯甲酸催化剂。
[0040]在本专利技术中，所述还原液中的还原剂优选为水合肼、硼氢化钠、硼氢化钾或柠檬酸钠，更优选为硼氢化钠。在本专利技术中，所述还原液的浓度优选为0.01～0.4mol/L，更优选为0.05～0.2mol/L。在本专利技术中，所述还原液中还原剂与钌前驱体中钌的摩尔比优选为(5～10):1，更优选为(6～9):1，进一步优选为(7～8):1。
[0041]本专利技术对所述滴加的速率没有特殊要求，逐滴滴加即可。本专利技术采用滴加的方式，有利于钌离子被还原，使钌金属颗粒在载体上分散的更均匀。
[0042]在本专利技术中，所述氧化还原反应优选在室温和搅拌条件下进行。本专利技术对所述搅拌的转速没有特殊要求，采用本领域熟知的搅拌速率即可。在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苯甲酸催化剂，其特征在于，包括载体和负载于所述载体上的钌金属；所述载体为硼化铪。2.根据权利要求1所述的苯甲酸催化剂，其特征在于，所述钌金属的质量为载体质量的2～8％。3.根据权利要求1所述的苯甲酸催化剂，其特征在于，所述钌金属以金属团簇的形式存在。4.权利要求1～3任一项所述苯甲酸催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硼化铪、钌前驱体和水混合，得到分散液；向所述分散液中滴加还原液，发生氧化还原反应，将所得产物体系进行固液分离和固体干燥，得到苯甲酸催化剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钌前驱体为氯化钌、十二羰基三钌、乙酸二碳基钌聚合物、六氯钌(III)酸钾或亚硝酰氯化钌(III)。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述还原...

【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：台州市生物医化产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：