一种双金属氰化物负载型催化剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种双金属氰化物负载型催化剂及其制备方法和用途，所述制备方法包括：有机配体与金属盐溶液混合形成混合溶液，将分子筛加入所述混合溶液后进行加热得到分散液，随后在所述加热的条件下，向所述分散液中滴加金属氰化物盐溶液，得到所述双金属氰化物负载型催化剂。本发明专利技术通过简单的浸渍混合法即可得到具有高催化活性和高稳定性的双金属氰化物负载型催化剂，分子筛载体和双金属氰化物活性物质之间的协同作用，能够进一步提升双金属氰化物催化剂的活性和催化效率。此外，本发明专利技术提供的双金属氰化物负载型催化剂可以有效降低催化过程中双金属氰化物的用量，从而降低工业化生产成本。化生产成本。化生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种双金属氰化物负载型催化剂及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于催化剂制备
，尤其涉及一种双金属氰化物负载型催化剂及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]双金属氰化物(DMC)是一种配位聚合物，也通常称为普鲁士蓝类似物。DMC的结构式一般为M1[M2(CN)6]x
，其中M1和M2为金属元素。研究发现DMC可作为多种化学反应的催化剂，例如：环氧化物开环聚合(ROP)、二氧化碳固定、酯化反应、酯交换反应、氢胺化反应、Prins缩合反应和氧化反应等。
[0003]DMC催化剂的催化活性主要受金属活性位点的影响，然而在反应过程中金属活性位点并不能全部参与反应，从而造成活性金属的利用率较低。为了提高活性金属的利用率，通常将DMC负载在载体上形成负载型催化剂，增加相同质量内金属活性位点数量，进一步提升DMC的催化活性，目前常用的载体有二氧化硅和二氧化钛，该类载体对DMC催化剂起到分散的效果，从而提高催化剂比表面积。
[0004]CN113546667A公开了一种双金属氰化物催化剂及其制备方法和应用，所述双金属氰化物催化剂包括载体基板和双金属氰化物纳米棒阵列，双金属氰化物纳米棒阵列原位生长在载体基板的表面。该双金属氰化物催化剂具有较大的比表面积，能够提供更多的活性位点，从而提高催化效率。
[0005]CN103626986A一种新型磁性双金属氰化物络合催化剂的制备方法，在有机配体存在下，由过量ZnCl2、一定比例的Fe
2+
和Fe
3+
与K3Fe(CN)6在水中反应，生成的沉淀物经过滤、化浆、真空干燥而制备得到高度分散性的非晶态磁性双金属氰化物，该催化剂反应速度快，催化活性高。
[0006]CN1111255公开了多元醇合成用带聚氨酯泡沫材料载体的双金属氰化物催化剂，所述双金属氰化物催化剂将成品催化剂粉末负载于聚氨酯泡沫上，能够达到缩短环氧化合物诱导期，提高催化效率的效果。
[0007]上述文献均对双金属氰化物的催化活性进行了改进，负载型催化剂可以有效减少双金属氰化物的用量，降低成本，但是负载型催化剂中的载体往往仅起到分散双金属氰化物的作用，仅能够从提高催化剂比表面方面来提高催化活性，无法进一步提升双金属氰化物催化剂的活性和催化效率。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种双金属氰化物负载型催化剂及其制备方法和用途，通过简单的浸渍混合法得到的双金属氰化物负载型催化剂具有高催化活性和高稳定性，分子筛载体和双金属氰化物活性物质之间的协同作用，能够进一步提升双金属氰化物催化剂的活性和催化效率。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种双金属氰化物负载型催化剂的制备方法，所述制备方法包括：
[0011]有机配体与金属盐溶液混合形成混合溶液，将分子筛加入所述混合溶液后进行加热得到分散液，随后在所述加热的条件下，向所述分散液中滴加金属氰化物盐溶液，得到所述双金属氰化物负载型催化剂。
[0012]本专利技术通过简单的浸渍混合法即可得到具有高催化活性和高稳定性的双金属氰化物负载型催化剂，其中，分子筛载体的引入不仅增强了双金属氰化物的分散性，提高了金属活性中心的数量和可用性，并且分子筛自身也具有催化活性，通过分子筛载体和双金属氰化物活性物质之间的协同作用，有利于活化反应物原料(环氧化合物等)，从而进一步提升双金属氰化物催化剂的活性和催化效率。此外，本专利技术提供的双金属氰化物负载型催化剂可以有效降低催化过程中双金属氰化物的用量，从而降低工业化生产成本。
[0013]同时，本专利技术在有机配体的条件下，先将金属盐溶液与分子筛混合，金属离子均匀吸附在分子筛表面，随后再加入金属氰化物盐溶液与分子筛表面吸附的金属离子反应，能够使得双金属氰化物在分子筛载体上原位生长，进一步提升双金属氰化物的分散性，同时也有利于发挥分子筛载体与双金属氰化物活性物质之间的协同作用。此外，本专利技术中分子筛与混合溶液的混合，以及向分散液中滴加金属氰化物盐溶液均在加热条件下进行，有利于层状结构的双金属氰化物形成，提升其催化活性。
[0014]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述有机配体包括醇、酰胺、醛酮、酸、醚、酯或硫化物中的任意一种或至少两种的组合，优选为羧酸。
[0015]优选地，所述金属盐溶液中的金属盐包括硝酸盐、氯盐或醋酸盐中的任意一种，进一步优选为醋酸盐。
[0016]优选地，所述金属盐中金属离子的价态为二价。
[0017]优选地，所述金属离子包括Zn
2+
、Fe
2+
、Ni
2+
或Co
2+
中的任意一种，进一步优选为Zn
2+
。
[0018]优选地，所述金属盐溶液的摩尔浓度为0.1～0.3mol/L，例如可以是0.1mol/L、0.12mol/L、0.14mol/L、0.16mol/L、0.18mol/L、0.2mol/L、0.22mol/L、0.24mol/L、0.26mol/L、0.28mol/L或0.3mol/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]优选地，所述金属盐与有机配体的摩尔比为1:(2～10)，例如可以是1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述有机配体与金属盐溶液混合在搅拌下混合。
[0021]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述分子筛的成分包括二氧化硅和氧化铝。
[0022]优选地，所述二氧化硅和氧化铝的摩尔比为0～500，且不为0，例如可以是5、10、50、80、100、130、150、180、200、230、250、270、300、320、350、380、400、420、450、480或500，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0023]本专利技术限定了分子筛中二氧化硅和氧化铝的摩尔比为0～500，当二氧化硅和氧化铝的摩尔比过高时，分子筛的布朗斯特酸性较弱，不利于活化环氧化合物，从而不利于发挥分子筛与双金属氰化物之间的协同效果；当采用纯氧化铝分子筛时，会导致催化剂活性急
剧下降，这是由于氧化铝碱性过高会抑制环氧分子开环聚合。
[0024]优选地，所述二氧化硅和氧化铝的摩尔比为10～200，例如可以是10、20、40、60、80、100、120、140、160、180或200，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]优选地，所述加热的温度为30～100℃，例如可以是30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；进一步优选为40～90℃。
[0026]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双金属氰化物负载型催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：有机配体与金属盐溶液混合形成混合溶液，将分子筛加入所述混合溶液后进行加热得到分散液，随后在所述加热的条件下，向所述分散液中滴加金属氰化物盐溶液，得到所述双金属氰化物负载型催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机配体包括醇、酰胺、醛酮、酸、醚、酯或硫化物中的任意一种或至少两种的组合，优选为羧酸；优选地，所述金属盐溶液中的金属盐包括硝酸盐、氯盐或醋酸盐中的任意一种，进一步优选为醋酸盐；优选地，所述金属盐中金属离子的价态为二价；优选地，所述金属离子包括Zn
2+
、Fe
2+
、Ni
2+
或Co
2+
中的任意一种，进一步优选为Zn
2+
；优选地，所述金属盐溶液的摩尔浓度为0.1～0.3mol/L；优选地，所述金属盐与有机配体的摩尔比为1:(2～10)；优选地，所述有机配体与金属盐溶液混合在搅拌下混合。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述分子筛的成分包括二氧化硅和氧化铝；优选地，所述二氧化硅和氧化铝的摩尔比为0～500，且不为0；优选地，所述二氧化硅和氧化铝的摩尔比为10～200；优选地，所述加热的温度为30～100℃，进一步优选为40～90℃；优选地，所述分子筛加入所述混合溶液后在加热条件下搅拌得到分散液。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述金属氰化物盐溶液中的金属离子为过渡金属离子；优选地，所述金属离子包括Co
2+
、Co
3+
、Fe
2+
、Fe
3+
、Ni
2+
或Cr
3+
中的任意一种，进一步优选为Co
3+
；优选地，所述金属氰化物盐溶液中的金属氰化物盐为钴氰化钾；优选地，所述金属氰化物盐溶液的摩尔浓度为0.1～0.3mol/L；优选地，所述金属盐溶液与金属氰化物盐溶液的体积比为1:(2～10)；优选地，所述分子筛与所述金属氰化物盐溶液中的金属氰化物盐的质量比为(1～5):1；优选地，所述金属氰化物盐溶液的滴加速度为0.2～1滴/s。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：所述金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利国，曾宪强，李会泉，曹妍，贺鹏，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：