本发明专利技术属于催化剂技术领域，提供了一种多孔催化剂的制备方法，将多孔二氧化硅、碳源和氮源混合后进行煅烧，然后用碱性溶液洗涤，最后与铂前驱体、还原剂进行还原反应，得到多孔催化剂。本发明专利技术以多孔二氧化硅为硬模板，以氮源为掺杂元素，有利于提高催化剂的活性，以碳源为载体材料，经过煅烧形成了碳材料；然后用碱性溶液洗去二氧化硅，提高催化剂的比表面积，促进后续金属组分在催化剂中的均匀分散，从而增加催化剂的活性和稳定性；最后通过还原反应将金属铂负载在载体上，进一步提高催化剂的活性。实施例的结果显示，将本发明专利技术提供的制备方法制备的多孔催化剂用于苯甲酸的加氢反应中，苯甲酸的转化率为98.3％，选择性为98.9％。98.9％。
【技术实现步骤摘要】
一种多孔催化剂及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及催化剂
，尤其涉及一种多孔催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]环己烷羧酸(CCA)是一种重要的合成药物的有机中间体，可用于制备吡喹酮、己内酰胺和安三烯等。其中，苯甲酸(BA)进行化学选择加氢是得到CCA最有效的方法。但是，由于需要克服苯环的高共振能，因此含有芳香环的苯甲酸的加氢条件比含其他官能团(如C＝O、C＝C或C＝N等)的有机物的加氢条件更为苛刻。更加不幸的是，通常情况下，BA苯环上的加氢只有在超临界二氧化碳或高压H2(10～15MPa)和高温(150～200℃)下才能进行。因此，迫切需要一种可使苯甲酸的化学选择加氢在温和条件下进行的高性能催化剂。
[0003]近年来，研究人员发现钯可用于选择性加氢反应，并且钯催化剂的活性可以通过改变载体材料来控制。碳材料主要是由碳组成的，并且可以直接从生物质中得到，可作为钯催化剂的“可持续”支撑材料。但是，碳负载Pd催化剂对芳香环加氢反应的活性也较差，并且Pd金属价格昂贵，限制了其在工业上的进一步应用。因此，需要寻找一种对苯甲酸加氢反应具有高活性和高稳定性的催化剂。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种多孔催化剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的制备方法制备的多孔催化剂具有高活性和高稳定性。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种多孔催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)将多孔二氧化硅、碳源和氮源混合后进行煅烧，得到二氧化硅负载氮掺杂碳材料；
[0008](2)用碱性溶液洗涤所述步骤(1)得到的二氧化硅负载氮掺杂碳材料，得到多孔催化剂前驱体；
[0009](3)将所述步骤(2)得到的多孔催化剂前驱体和铂前驱体、还原剂混合后进行还原反应，得到多孔催化剂。
[0010]优选地，所述步骤(1)中多孔二氧化硅的孔径包括10nm、20nm、30nm、50nm或100nm。
[0011]优选地，所述步骤(1)中的碳源包括D
‑
木糖、G
‑
聚糖、壳三糖、壳二糖、山梨糖、蔗糖、葡萄糖或果糖；所述氮源包括尿素、三聚氰胺、双氰胺或硫脲。
[0012]优选地，所述步骤(1)中的多孔二氧化硅、碳源和氮源的质量比为1：(0.1～4)：(2～10)。
[0013]优选地，所述步骤(1)中煅烧的温度为700～1000℃，煅烧的时间为1～7h。
[0014]优选地，所述步骤(2)中氮掺杂的碳材料的质量与碱性溶液的体积比为(0.5～3)g：(100～400)mL。
[0015]优选地，所述步骤(3)中的铂前驱体包括氯铂酸铵、四氯化铂、氯铂酸钾、氯亚铂酸
钾、氯亚铂酸钠或氯铂酸；所述还原剂包括硼氢化钠、柠檬酸、维生素C或水合肼。
[0016]优选地，所述步骤(3)中还原反应的温度为10～60℃，还原反应的时间为0.5～5h。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的多孔催化剂，所述多孔催化剂的比表面积为250～600m3/g。
[0018]本专利技术提供了上述技术方案所述多孔催化剂在苯甲酸加氢反应中的应用。
[0019]本专利技术提供了一种多孔催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将多孔二氧化硅、碳源和氮源混合后进行煅烧，得到二氧化硅负载氮掺杂碳材料；(2)用碱性溶液洗涤所述步骤(1)得到的二氧化硅负载氮掺杂碳材料，得到多孔催化剂前驱体；(3)将所述步骤(2)得到的多孔催化剂前驱体和铂前驱体、还原剂混合后进行还原反应，得到多孔催化剂。本专利技术以多孔二氧化硅为硬模板，以氮源为掺杂元素，以碳源为载体材料，其中，氮元素的掺杂有利于提高催化剂的活性，碳源通过煅烧形成了二氧化硅负载氮掺杂碳材料；然后用碱性溶液洗去多孔二氧化硅，提高催化剂的比表面积，促进后续金属组分在催化剂中的均匀分散，从而增加催化剂的活性和稳定性；最后通过还原反应将金属铂负载在载体上，进一步提高催化剂的活性。实施例的结果显示，将本专利技术提供的制备方法制备的多孔催化剂用于苯甲酸的加氢反应中，苯甲酸的转化率为98.3％，选择性为98.9％。
具体实施方式
[0020]本专利技术提供了一种多孔催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0021](1)将多孔二氧化硅、碳源和氮源混合后进行煅烧，得到二氧化硅负载氮掺杂碳材料；
[0022](2)用碱性溶液洗涤所述步骤(1)得到的二氧化硅负载氮掺杂碳材料，得到多孔催化剂前驱体；
[0023](3)将所述步骤(2)得到的多孔催化剂前驱体和铂前驱体、还原剂混合后进行还原反应，得到多孔催化剂。
[0024]本专利技术将多孔二氧化硅、碳源和氮源混合后进行煅烧，得到二氧化硅负载氮掺杂碳材料。本专利技术以多孔二氧化硅为硬模板，以氮源为掺杂元素，以碳源为载体材料，其中，氮元素的掺杂有利于提高催化剂的活性，碳源通过煅烧形成了二氧化硅负载氮掺杂碳材料，多孔二氧化硅用于形成孔结构。
[0025]在本专利技术中，所述多孔二氧化硅的孔径优选包括10nm、20nm、30nm、50nm或100nm，更优选为20nm、30nm或50nm。本专利技术对所述多孔二氧化硅的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知市售产品即可。
[0026]在本专利技术中，所述碳源优选包括D
‑
木糖、G
‑
聚糖、壳三糖、壳二糖、山梨糖、蔗糖、葡萄糖或果糖，更优选为壳三糖、壳二糖、蔗糖或果糖。在本专利技术中，所述果糖优选为D
‑
果糖。本专利技术对所述碳源的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知市售产品即可。
[0027]在本专利技术中，所述氮源优选包括尿素、三聚氰胺、双氰胺或硫脲，更优选为尿素或双氰胺。本专利技术对所述氮源的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知市售产品即可。
[0028]在本专利技术中，所述多孔二氧化硅、碳源和氮源的质量比优选为1：(0.1～4)：(2～10)，更优选为1：(0.3～1)：(3～5)。本专利技术优选将所述多孔二氧化硅、碳源和氮源的质量比
控制在上述范围内，保证了氮元素的掺杂量，从而保证了催化剂的活性。
[0029]本专利技术对所述多孔二氧化硅、碳源和氮源混合的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可。在本专利技术中，所述混合的方式优选为研磨；所述研磨优选在碾钵中进行。
[0030]混合完成后，本专利技术将所述混合后的产物进行煅烧，得到二氧化硅负载氮掺杂碳材料。本专利技术通过煅烧使碳源形成碳材料，使氮源受热分解掺杂于碳中。
[0031]在本专利技术中，所述煅烧的温度优选为700～1000℃，更优选为850～950℃。本专利技术优选将所述煅烧的温度控制在上述范围内，煅烧温度过低，碳化不完全，将影响催化剂的活性，而煅烧温度过高，可能导致碳结构的坍塌。
[0032]在本专利技术中，所述煅烧的时间优选为1～7h，更优选为1～本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多孔催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将多孔二氧化硅、碳源和氮源混合后进行煅烧，得到二氧化硅负载氮掺杂碳材料；(2)用碱性溶液洗涤所述步骤(1)得到的二氧化硅负载氮掺杂碳材料，得到多孔催化剂前驱体；(3)将所述步骤(2)得到的多孔催化剂前驱体和铂前驱体、还原剂混合后进行还原反应，得到多孔催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中多孔二氧化硅的孔径包括10nm、20nm、30nm、50nm或100nm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的碳源包括D
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木糖、G
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聚糖、壳三糖、壳二糖、山梨糖、蔗糖、葡萄糖或果糖；所述氮源包括尿素、三聚氰胺、双氰胺或硫脲。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的多孔二氧化硅、碳源和氮源的质量比为1：(0...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩得满，李嵘嵘，陈先朗，武承林，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：发明
国别省市：
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