PtCo/C催化剂的制备及其催化α,β-不饱和醛选择性加氢的方法技术

本发明专利技术涉及PtCo/C催化剂的制备及其催化α,β

【技术实现步骤摘要】
PtCo/C催化剂的制备及其催化
α
,
β
ꢀ‑
不饱和醛选择性加氢的方法


[0001]本专利技术属于贵金属催化剂制备领域，具体涉及一种PtCo/C催化剂的制备及其催化α,β
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不饱和醛选择性加氢的方法。

技术介绍

[0002]α，β
‑
不饱和醇是医药、香精、香料、化妆品、农药等领域的重要原料及中间体。以α，β
‑
不饱和醛为原料经催化加氢是制备不饱和醇的主要途径之一。α，β
‑
不饱和醛的分子结构中具有共轭的C=C和C=O键，通过加氢可得到不饱和醇、饱和醛以及饱和醇等，很难得到单一的C=O加氢不饱和醇产物。而且相较于C=O键，C=C加氢在热力学上更加容易，所以一般情况下，主要产物是C=C加氢生成的饱和醛，C=O加氢选择性非常低。
[0003]催化加氢是一类重要的有机催化反应，在工业生产中有广泛的应用。催化加氢催化剂可分为均相催化剂和非均相催化剂。均相催化剂一般具有较高的活性和选择性，但难以回收重复使用。非均相催化剂由于其容易分离回收，可循环使用，逐渐成为α,β
‑
不饱和醛加氢的主要研究对象，但反应活性相对较差，因此，设计和制备具有高选择性、高活性的选择性加氢催化剂，并且优化反应体系，一直是研究的重点和难点。

技术实现思路

[0004]为解决α,β
‑
不饱和醛C=O加氢选择性差的问题，本专利技术的目的是提供一种PtCo/C催化剂的制备及其催化α,β
ꢀ‑
不饱和醛选择性加氢的方法，通过Pt与Co间的相互作用，实现C=O键对催化剂的有效吸附，并在醇、有机碱的存在下，提高C=O键加氢选择性，高效催化柠檬醛加氢反应。
[0005]为实现以上技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：第一方面，本专利技术实施例提供了一种PtCo/C催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤S1. 将活性炭加入HNO3和H2O2的混合水溶液中，充分搅拌，再经过滤、洗涤、干燥得到处理后的活性炭载体；步骤S2. 在40~90℃下，将步骤S1处理后的活性炭分散于水中，加入碱液使混合液pH=9~12；步骤S3. 向步骤S2中的混合液中加入Pt前驱体溶液和Co前驱体溶液，充分搅拌；步骤S4. 步骤S3得到的混合液经固液分离、干燥后，在氢气流中于200~400℃还原2
‑
5 h，得到Pt
x
Co
y
/C催化剂，其中，Pt负载量x为1~5wt.%，Co负载量y为0.5~5wt.%。
[0006]进一步地，步骤S1所述HNO3和H2O2的混合水溶液中HNO3与H2O2的质量比1：1~5。
[0007]进一步地，步骤S2中所述碱液是Na2CO3、NaOH、KOH、(NH4)2CO3及氨中的一种或多种的水溶液。
[0008]进一步地，步骤S3中所述Pt前驱体为氯亚铂酸钾、氯铂酸、硝酸铂、醋酸四氨合铂的一种或多种；
Co前驱体为氯化钴、硫酸钴、硝酸钴、醋酸钴的一种或多种。
[0009]第二方面，本专利技术实施例提供了一种利用上述PtCo/C催化剂催化α,β
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不饱和醛选择性加氢的方法，包括以下步骤：（1）在加氢釜中分别加入10 mL α,β
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不饱和醛化合物、2~20 mL醇、0.2~5 mL有机碱以及催化剂，密封装置；（2）通入N2置换三次，再通入H2置换三次，升温至60~140℃，通入H2，维持加氢釜内压力为1~4MPa，反应2
‑
10 h，取样进行气相色谱分析。
[0010]进一步地，步骤（1）中所述α,β
ꢀ‑
不饱和醛为柠檬醛、肉桂醛或巴豆醛。
[0011]进一步地，步骤（1）中所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇中的一种或多种。
[0012]进一步地，所述有机碱为三甲胺、三甲醇胺、三乙胺、三乙醇胺及二甲基苯胺中的一种或多种。
[0013]与现有技术相比，本专利技术实施例具有以下有益效果：本专利技术制备的负载型PtCo/C催化剂，Pt和Co间具有强烈的相互作用，Co向Pt发生电荷转移使Co带有部分正电荷，易与C=O上的O原子作用并活化C=O键，即在发生加氢反应时，催化剂优先吸附C=O键，从而提高C=O键加氢的选择性。在醇、有机碱的存在下，进行柠檬醛加氢反应，可更大程度地提高反应转化率和选择性。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例1制备的催化剂的TEM照片。
[0015]图2为本专利技术实施例1制备的催化剂的EDS谱图。
[0016]图3为实施例1中α,β
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不饱和醛选择性加氢产物的气相色谱图。
[0017]图4为对比例1中α,β
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不饱和醛选择性加氢产物的气相色谱图。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]实施例1一种PtCo/C催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤S1、将9.6 g活性炭加入到100 mL含5 g HNO3和10 g H2O2的混合水溶液中，40℃下充分搅拌8 h，再经过滤、洗涤、干燥得到处理后的活性炭载体；步骤S2、在50℃下，将处理后的活性炭分散于100 mL水中，加入浓度为0.01g/mL的Na2CO3溶液调节混合液的pH=10；步骤S3、加入25 mL含0.3g Pt和0.1g Co的硝酸铂和硝酸钴混合溶液，充分搅拌1 h；步骤S4、经过滤、洗涤使固液分离，然后在真空干燥箱中于80℃干燥4 h后，在由95%Ar和5%H2组成的混合气中于350℃还原3 h，得到Pt3Co1/C催化剂。
[0020]利用上述PtCo/C催化剂催化α,β
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不饱和醛选择性加氢的方法，包括以下步骤：
（1）在加氢釜中分别加入10 mL 柠檬醛、20 mL异丙醇、1 mL三甲胺以及0.22gPt3Co1/C催化剂，密封装置；（2）通入N2置换三次，再通入H2置换三次，升温至80℃，通入H2，维持压力至2MPa，反应10 h后，取样进行气相色谱分析，气相色谱谱图见图3所示，图3中停留时间11.370以及11.753分别对应柠檬醛顺式异构体橙花醛及反式异构体香叶醛，停留时间11.189以及11.516分别为橙花醛和香叶醛的C=O加氢产物橙花醇和香叶醇。
[0021]实施例2一种PtCo/C催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤S1、将9.5 g活性炭加入到100 mL含4g HNO3和12 g H2O2的混合水溶液中，50℃下充分搅拌8 h，再经过滤、洗涤、干燥得到处理后的活性炭载体；步骤S2、在70℃下，将处理后的活性炭分散于100 mL水中，加入0.01g/mL的NaOH溶液调节混合液的pH=12；步骤S3、加入2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PtCo/C催化剂的制备方法，其特征在于，所述PtCo/C催化剂用于催化α,β
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不饱和醛选择性加氢，包括以下步骤：步骤S1. 将活性炭加入HNO3和H2O2的混合水溶液中，充分搅拌，再经过滤、洗涤、干燥得到处理后的活性炭载体；步骤S2. 在40~90℃下，将步骤S1处理后的活性炭分散于水中，加入碱液使混合液pH=9~12；步骤S3. 向步骤S2中的混合液中加入Pt前驱体溶液和Co前驱体溶液，充分搅拌；步骤S4. 步骤S3得到的混合液经固液分离、干燥后，在氢气流中于200~400℃还原2
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5 h，得到Pt
x
Co
y
/C催化剂，其中，Pt负载量x为1~5wt.%，Co负载量y为0.5~5wt.%。2.根据权利要求1所述的PtCo/C催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1所述HNO3和H2O2的混合水溶液中HNO3与H2O2的质量比1：1~5。3.根据权利要求1所述的PtCo/C催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述碱液是Na2CO3、NaOH、KOH、(NH4)2CO3及氨中的一种或多种的水溶液。4.根据权利要求1所述的PtCo/C催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述Pt前驱体为氯亚铂酸钾、氯铂酸、硝酸铂、醋酸四氨合铂的一种或多种；Co前...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，蒋颉，饶超，倪蓓，刘鹏鹏，郭福田，汤甜，李新华，贾莉伟，
申请(专利权)人：无锡威孚环保催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：