一种复合金属氧化物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复合金属氧化物催化剂及其制备方法和应用，涉及催化剂技术领域。本发明专利技术提供的复合金属氧化物催化剂包括组分A2（层状金属氧化物，摩尔比为1~6：1的碱土金属和铝，碱土金属为Mg、Ca和Ba中的一种或几种）和负载在所述组分A2表面的组分A1（Ni和/或Co，40~50wt%）和组分A3（La和/或Ce，0.1~1wt%）。本发明专利技术提供的复合金属氧化物催化剂中，组分A1和组分A3与层状金属氧化物之间存在强相互作用，且层状金属氧化物的比表面积大，组分A1和组分A3在组分A2表面的分散度高，对氰基类化合物选择性加氢反应的催化活性和催化稳定性高、原料转化率高、产物的选择性高，催化剂使用寿命长。催化剂使用寿命长。催化剂使用寿命长。

A composite metal oxide catalyst and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种复合金属氧化物催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，具体涉及一种复合金属氧化物催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]胺是一种非常重要的有机化合物，是制备多用途天然产物、药物、农药、染料、颜料、聚合物的重要通用中间体。由于伯胺能直接官能化，所以在所有的胺中，伯胺是最具价值的中间体。伯胺是腈的完全氢化产物，在腈类化合物加氢反应中，容易生成高活性的中间体亚胺，这很容易与中间产物和目标产物发生缩合反应，生成各类仲胺、叔胺和其他高沸点的高聚物，并且这些副产物沸点相差甚微，因此伯胺在工业上的大量分离通常是很困难的。
[0003]催化剂对于反应产物的选择性影响很大，例如镍、钴、铅、钌、铜、铂和铑等金属都可以用来催化腈类化合物选择性制备胺类化合物，其中，镍、钴和钌等金属如主要将腈氢化成伯胺，而铜、铂和铑在大多数情况下将腈还原成仲胺。例如，中国专利CN103539676公开了一种40%Ni
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5%Mo/Al2O3负载型催化剂，在80℃、8MPa H2条件下反应，异酞腈完全转化，1,3
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二甲氨基苯的收率达到98.02%。但是，Al2O3和硅藻土载体具有一定的酸性，会促进缩合副反应的发生，副产物附着在催化剂表面导致催化剂的活性下降或失活，催化剂的稳定性较差。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种复合金属氧化物催化剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的复合金属氧化物催化剂对加氢催化氰基制胺基类物质的催化活性高和稳定性，循环利用率高。
[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：本专利技术提供了一种复合金属氧化物催化剂，包括组分A2和负载在所述组分A2表面的组分A1和组分A3；所述组分A1包括Ni和Co中的一种或两种；所述组分A2为层状金属氧化物，所述层状金属氧化物中的金属包括碱土金属和铝；所述碱土金属包括Mg、Ca和Ba中的一种或几种；所述碱土金属和铝的摩尔比为（1~6）：1；所述组分A3为La和Ce中的一种或两种；所述复合金属氧化物催化剂中，组分A1的含量为40~50wt%，组分A3的含量为0.1~1wt%。
[0006]本专利技术提供了上述技术方案所述的复合金属氧化物催化剂的制备方法，包括以下步骤：将水溶性过渡金属盐、水溶性碱土金属盐、水溶性铝盐和水溶性稀土金属盐、碱性沉淀剂、扩孔剂和水混合，进行共沉淀，得到前驱体；所述水溶性过渡金属盐包括水溶性镍盐和水溶性钴盐中的一种或两种；所述水溶性稀土金属盐包括水溶性镧盐和水溶性铈盐中的一种或两种；
将所述前驱体进行焙烧后还原，得到复合金属氧化物催化剂。
[0007]优选的，所述扩孔剂包括柠檬酸、羧甲基纤维素和草酸中的一种或几种；所述扩孔剂的质量为水溶性过渡金属盐中过渡金属质量的1~5%。
[0008]优选的，所述碱性沉淀剂包括氨水、碱金属氢氧化物和碱金属盐中的一种或几种；所述混合液的pH值为9~11。
[0009]优选的，所述共沉淀的温度为100~160℃，时间为4~8h。
[0010]优选的，所述焙烧的温度为400~700℃，时间为1~5h。
[0011]优选的，所述还原为氢气还原，所述氢气还原的温度为400~700℃，时间为2~8h。
[0012]本专利技术提供了上述技术方案所述的复合金属氧化物催化剂或上述技术方案所述制备方法得到的复合金属氧化物催化剂在氰基类化合物选择性加氢反应中的应用。
[0013]优选的，所述氰基类化合物包括乙腈、己二腈、苯甲腈、1,2
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氰基苯和异酞腈中的一种或几种。
[0014]优选的，所述复合金属氧化物催化剂在使用前进行还原活化；所述还原活化为氢气还原，所述氢气还原的温度为400~700℃，时间为2~8h；所述选择性加氢反应的温度为40~120℃，氢气的表压为3~30Mpa。
[0015]本专利技术提供了一种复合金属氧化物催化剂，包括组分A2和负载在所述组分A2表面的组分A1和组分A3；所述组分A1包括Ni和Co中的一种或两种；所述组分A2为层状金属氧化物，所述层状金属氧化物中的金属包括碱土金属和铝；所述碱土金属包括Mg、Ca和Ba中的一种或几种；所述碱土金属和铝的摩尔比为（1~6）：1；所述组分A3为La和Ce中的一种或两种；所述复合金属氧化物催化剂中，组分A1的含量为40~50wt%，组分A3的含量为0.1~1wt%。本专利技术提供的复合金属氧化物催化剂中，Ni和Co为主活性组分，该活性组分含量高，稀土金属为助剂，层状金属氧化物作为载体的同时发挥了活性组分的作用，组分A1、组分A3与组分A2之间存在强相互作用，且组分A2的比表面积大，Ni和Co中的一种或两种以及稀土金属在层状金属氧化物表面的分散度高，使得催化剂具有对氰基类化合物选择性加氢反应的催化活性和催化稳定性高、原料转化率高、产物的选择性高和催化剂使用寿命长的特点，在催化氰基类化合物选择性加氢反应方面具有良好的应用前景。
[0016]本专利技术提供了上述技术方案所述的复合金属氧化物催化剂的制备方法，包括以下步骤：将水溶性过渡金属盐、水溶性碱土金属盐、水溶性铝盐和水溶性稀土金属盐、碱性沉淀剂、扩孔剂和水混合，进行共沉淀，得到前驱体；所述水溶性过渡金属盐包括水溶性镍盐和水溶性钴盐中的一种或两种；所述水溶性稀土金属盐包括水溶性镧盐和水溶性铈盐中的一种或两种；将所述前驱体进行焙烧，得到复合金属氧化物催化剂。本专利技术采用一锅法共沉淀和焙烧即可制备得到复合金属氧化物催化剂，制备工艺简单，操作简单，成本低，对环境友好。
附图说明
[0017]图1为实施例4制备的复合金属氧化物催化剂和活化催化剂的XRD图，其中，a为前驱体，b为焙烧产物，c为复合金属氧化物催化剂；图2为实施例4制备的活化催化剂的循环催化稳定性结果图；图3为实施例4制备的活化催化剂的循环催化稳定性测试过程中第1~15次（即数据
1~数据15）催化过程中产物1,3
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二甲氨基苯和高聚物的气相色谱数据对比图；图4为图3中产物1,3
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二甲氨基苯的气相色谱数据对比局部放大图；图5为图3中副产物高聚物气相色谱数据对比局部放大图；图6为应用例4中实施例3制备的活化催化剂催应用过程中，副产物中三聚物GC
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MS的质谱碎片图。
具体实施方式
[0018]本专利技术提供了一种复合金属氧化物催化剂，包括组分A2和负载在所述组分A2表面的组分A1和组分A3。
[0019]在本专利技术中，所述组分A2为层状金属氧化物，所述层状金属氧化物中的金属包括碱土金属和铝；所述碱土金属包括Mg、Ca和Ba中的一种或几种；所述碱土金属和铝的摩尔比为（1~6）：1，优选为（2~5）：1，更优选（3~4）：1。
[0020]在本专利技术中，所述组分A1包括Ni和Co中的一种或两种。
[0021]在本专利技术中，所述组分A3为La和Ce中的一种或两种。
[0022]在本专利技术中，所述复合金属氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合金属氧化物催化剂，其特征在于，包括组分A2和负载在所述组分A2表面的组分A1和组分A3；所述组分A1包括Ni和Co中的一种或两种；所述组分A2为层状金属氧化物，所述层状金属氧化物中的金属包括碱土金属与铝；所述碱土金属包括Mg、Ca和Ba中的一种或几种；所述碱土金属和铝的摩尔比为（1~6）：1；所述组分A3为La和Ce中的一种或两种；所述复合金属氧化物催化剂中，组分A1的含量为40~50wt%，组分A3的含量为0.1~1wt%。2.权利要求1所述的复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将水溶性过渡金属盐、水溶性碱土金属盐、水溶性铝盐和水溶性稀土金属盐、碱性沉淀剂、扩孔剂和水混合，进行共沉淀，得到前驱体；所述水溶性过渡金属盐包括水溶性镍盐和水溶性钴盐中的一种或两种；所述水溶性稀土金属盐包括水溶性镧盐和水溶性铈盐中的一种或两种；将所述前驱体进行焙烧后还原，得到复合金属氧化物催化剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述扩孔剂包括柠檬酸、羧甲基纤维素和草酸中的一种或几种；所述扩孔剂的质量为水溶性过渡金属盐中过渡金属质量的1~5...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄龙，邵恒，朱春梅，刘伟，高乐，褚海斌，陈醒，
申请(专利权)人：北京弗莱明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：