一种负载型非贵金属单原子催化剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种负载型非贵金属单原子催化剂的制备及其在不饱和炔烃羧酯化反应中的应用，活性组分为金属Ni，载体为氮掺杂碳。其中，活性金属在载体上的负载量为0.1wt％

【技术实现步骤摘要】
一种负载型非贵金属单原子催化剂及其应用


[0001]本专利技术涉及负载型非贵金属单原子催化剂的制备及其在不饱和炔烃羧酯化反应中的应用

技术介绍

[0002]不饱和炔烃羧酯化反应是一类非常重要的化学反应，是制备含有C＝C官能团酯类的一种原子经济性反应，比如乙炔的羧甲酯化反应可以制备丙烯酸甲酯。目前这类反应主要由均相催化剂催化，工业上采用Ni(CO)4，Ni盐或Pd(PPh)3等作为主催化剂，三氟甲磺酸，苯甲磺酸作为助剂。这样的催化剂难以回收分离，且腐蚀设备。因此对于这类反应急需要寻找一种具有高活性，环境友好的多相催化剂。单原子催化剂具有单一活性位点，配位环境可控，100％原子利用率等特点，被认为是连接多相催化剂与均相催化剂的桥梁。但目前的单原子催化剂常用制备方法是湿化学法或者高温气相沉积法，这样方法获得的催化剂在炔烃羧酯化反应中要么活性偏低，要么稳定性差，无法循环使用。因此亟需寻找一种在反应条件下能稳定高效催化不饱和炔烃羧酯化的单原子催化剂。
[0003]许多专利介绍了不饱和炔烃羧酯化反应的催化剂。
[0004]专利1(CN 10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载型非贵金属单原子催化剂，其特征在于：所述金属催化剂的活性组分为Ni，载体为氮掺杂碳，活性组分Ni以单原子形式分散于氮掺杂碳载体上；活性金属Ni的质量含量为0.1wt％
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5.0wt％,优选含量0.2wt％
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4.0wt％，氮掺杂碳载体中氮的质量含量为0.1wt％
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10.0wt％,优选含量6.0％
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10.0％wt。2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：其载体氮掺杂碳的制备方法如下：将有机聚合物前驱体放置于管式炉中，通入一定流速的气体，升温到指定温度后加热一定时间，降至室温后得到氮掺杂碳载体；其中有机聚合物前驱体为聚2,6
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二氨基吡啶，聚苯胺，三聚氰胺，聚吡咯，聚吡啶，双氰胺等中的一种或两种以上；气体流速20
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200ml/s，优选流速50
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100ml/s；加热温度为500
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1200℃，优选温度为700
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900℃，从室温升温至加热温度的升温速率为5
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10℃/min，加热时间为2
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4h；气体为含有氨气的惰性气体，其中氨气体积浓度为5％
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100％，优选体积浓度为20
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80％。3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，其制备方法如下：将金属Ni前驱体与氮掺杂碳载体分隔放置于反应器中，其中金属Ni前驱体在气体上游端，氮掺杂碳载体在气体下游端，通入含有CO的气体并增加到一定压力，气体先经金属Ni前驱体再经氮掺杂碳载体，升温到指定温度后加热一定时间，降至室温，钝化后使用；其中，金属Ni前驱体为其单质和/或化合物，包括金属镍粉末，乙酰丙酮镍，羰基镍，氧化镍，硫化镍等中的一种或两种以上；含有一氧化碳的气体包括纯一氧化碳气体或一氧化碳与氢气、惰性气体中的一种或两种混合气，其中一氧化碳体积浓度为1
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100％，优选体积浓度20
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100％；金属镍前驱体与氮掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱琴，王安，张磊磊，张涛，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：