一种用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂及其制备方法，属于负载型金属催化剂技术领域。该方法，首先通过水热法制备所需的Co@Y载体；然后通过浸渍法将Pt纳米粒子均匀负载到Co@Y载体上，以获得最终的PtCo@Y催化剂。通过本发明专利技术制得的PtCo@Y负载型催化剂应用于液相加氢反应中，利用“金属

【技术实现步骤摘要】
一种用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及纳米金属负载型催化剂
，具体涉及一种用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]液相加氢反应广泛应用于精细化工、食品行业、能源存储与转化方面，有着巨大的价值和应用前景。其中硝基苯乙烯加氢反应是重要的液相有机反应之一，其产物功能化苯胺在医药、农药等领域具有广泛应用。探索研发可以兼顾高活性和低成本的液相加氢催化剂仍然是当前的关键。
[0003]负载型贵金属催化剂是将具有催化活性的贵金属组分负载在高比表面积载体上的一类催化剂，其具有比表面积大、表面活性高且在反应后易于分离的特点，在石油、化工、医药、新能源等领域占有重要地位。提高这种催化剂性能的策略通常包括表面修饰配体、调控金属粒子尺寸、引入第二金属组分以及调变金属
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载体相互作用。其中，通过金属
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载体相互作用诱导电子/几何效应是决定负载型催化剂活性和选择性的关键。此外，金属与载体发生化学反应形成的金属间化合物称为反应型金属载体相互作用，这是制备负载型双金属催化剂的一种有效方法。
[0004]沸石分子筛是一类由四面体单元组成的晶态硅铝酸盐材料，通常呈现空旷骨架结构且孔道规整，同时它的比表面积大、热稳定性好、离子交换能力强、酸性位点丰富，一直都是科研工作者研究的热点。目前，沸石分子筛已被广泛地用作催化剂、吸附剂和离子交换剂，在石油化工、精细化工以及环境保护等领域具有重要的应用价值。r/>
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂及其制备方法和应用，利用水热法合成具有八面体结构的Co@Y分子筛材料作为载体，然后对载体进行贵金属Pt的负载。该方法利用“金属
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载体相互作用”调控了催化剂的微结构，形成PtCo金属间化合物，改变了Pt的电子密度，并减少了Pt纳米粒子的团聚，进而实现了对催化性能的调控，使所制备的催化剂具有高效的选择性加氢催化作用，为负载型金属催化剂的制备提供了一种简单经济的策略。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂，是由金属Pt均匀负载于Co@Y载体上形成，所述Co@Y载体为八面体沸石结构。
[0008]该PtCo@Y负载型催化剂中，Pt负载量为0.2
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0.6wt.％，Co含量为0.5
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1.5wt.％。
[0009]所述用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂的制备方法：该方法首先通过水热法合成Co@Y分子筛材料，即为Co@Y载体，然后通过浸渍法将铂盐负载到Co@Y载体上，经热处理后得到PtCo@Y负载型催化剂。
[0010]该方法具体包括如下步骤：
[0011](1)Co@Y分子筛材料的合成：将六水合硝酸钴溶解于去离子水中，逐滴加入二亚乙基三胺(DETA)，得到澄清溶液，然后向所得澄清溶液中加入偏铝酸钠、氢氧化钠和硅胶，并在室温条件下充分搅拌3
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5小时，搅拌结束后将所得物料装入高压反应釜中，在100℃烘箱中反应24小时，然后用去离子水进行抽滤并洗涤至中性，再将所得沉淀物转移到烘箱中进行烘干；最后将其研磨成粉末，在400
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600℃空气气氛下处理6小时，得到Co@Y分子筛材料；
[0012](2)将适量氯铂酸溶于去离子水中，充分搅拌至完全溶解，加入适量步骤(1)所制备的Co@Y分子筛材料，超声搅拌至完成均匀分散，再将所得分散液放入60℃烘箱中烘干，获得负载铂盐的催化剂前体；
[0013](3)将步骤(2)所得负载铂盐的催化剂前体分散到氢氧化钠溶液中，然后装入高压反应釜并在100℃烘箱中反应6小时；氢氧化钠溶液浓度6
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8mg/mL；
[0014](4)将经步骤(3)处理后的催化剂前体在氢气和氩气混合气氛中进行热处理后，即得到所述PtCo@Y负载型催化剂。
[0015]上述步骤(1)中，所述六水合硝酸钴、偏铝酸钠和氢氧化钠的投料质量比为1：1.21：7.19；DETA需逐滴加入到硝酸钴溶液中。
[0016]上述步骤(2)中，所述氯铂酸与Co@Y分子筛材料的比例由所需要的负载量确定。
[0017]上述步骤(4)中，所述热处理过程中的升温速率为2～10℃/min，处理温度为200～550℃，保温时间2小时。
[0018]上述步骤(4)中，所述氢气和氩气混合气氛中氢气含量为50vol.％。
[0019]所述PtCo@Y负载型催化剂应用于3
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硝基苯乙烯选择性加氢制备3
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乙烯基苯胺的反应中，转化率大于99.50％，选择性大于70％。
[0020]本专利技术具有以下优点及有益效果：
[0021]1、本专利技术利用“金属
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载体相互作用”调控了催化剂的微结构，形成PtCo金属间化合物，改变了Pt的电子密度，并减少了Pt纳米粒子的团聚，进而实现了对催化性能的调控，使所制备的催化剂应用于3
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硝基苯乙烯选择性加氢反应时的转化率大于99.5％，选择性大于70％，具有高效的选择性加氢催化作用，为负载型金属催化剂的制备提供了一种简单经济的策略。
[0022]2、本专利技术通过浸渍法制备了PtCo@Y催化剂，Co@Y载体呈现八面体沸石结构，并且负载金属Pt均匀分散于载体上，未发生团聚现象。
[0023]通过液相加氢反应性能测试，证实了PtCo@Y催化剂应用于3
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硝基苯乙烯选择性加氢时，转化率大于99.5％，选择性大于70％，说明该催化剂具有高效的选择性加氢性能，是一种优异的负载型催化剂。
附图说明
[0024]图1为PtCo@Y和Pt@Y催化剂的扫描电子显微(SEM)图及XRD图；其中：(a)为PtCo@Y催化剂的SEM图，(b)为Pt@Y催化剂的SEM图，(c)PtCo@Y和Pt@Y催化剂的X射线衍射(XRD)谱图；
[0025]图2为PtCo@Y和Pt@Y催化剂的透射电子显微(TEM)图；其中：(a)、(b)分别为PtCo@Y的TEM图及高分辨图，(c)，(d)为Pt@Y催化剂的TEM图及高分
[0026]图3为PtCo@Y和Pt@Y催化剂用于3
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硝基苯乙烯选择性加氢反应的性能比较。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供一种应用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂及其制备方法，下面结合实施例及附图对本专利技术做进一步说明。
[0028]实施例1：
[0029]本实施例制备PtCo@Y催化剂的过程如下：
[0030]1、取577.5mg六水合硝酸钴溶解于100mL去离子水中，逐滴加入500μL二亚乙基三胺(DETA)，得到澄清溶液，然后向上述溶液中加入700mg偏铝酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂，其特征在于：该催化剂是由金属Pt均匀负载于Co@Y载体上形成，所述Co@Y载体为八面体沸石结构。2.根据权利要求1所述的用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂，其特征在于：该PtCo@Y负载型催化剂中，Pt负载量为0.2
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0.6wt.％，Co含量为0.5
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1.5wt.％。3.根据权利要求1所述的用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂的制备方法，其特征在于：该方法首先通过水热法合成Co@Y分子筛材料，即为Co@Y载体，然后通过浸渍法将铂盐负载到Co@Y载体上，经热处理后得到PtCo@Y负载型催化剂。4.根据权利要求3所述的用于液相加氢反应的PtCo@Y负载型催化剂的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)Co@Y分子筛材料的合成：将六水合硝酸钴溶解于去离子水中，逐滴加入二亚乙基三胺(DETA)，得到澄清溶液，然后向所得澄清溶液中加入偏铝酸钠、氢氧化钠和硅胶，并在室温条件下充分搅拌3
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5小时，搅拌结束后将所得物料装入高压反应釜中，在100℃烘箱中反应24小时，然后用去离子水进行抽滤并洗涤至中性，再将所得沉淀物转移到烘箱中进行烘干；最后将其研磨成粉末，在400
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600℃空气气氛下处理6小时，得到Co@Y分子筛材料；(2)将适量氯铂酸溶于去离子水中，充分搅拌至完全溶解，加入适量步骤(1)所制备的Co@Y分子筛材料，超声搅拌至完成均匀分散，再将所得分散液...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炳森，高丽，仲夏，刘婕，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：