一种多组分负载金属催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种多组分负载金属催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂制备技术领域。腰果酚中不仅有酚羟基而且长侧链中还具有数量不一的碳碳双键官能团。它可以(部分)替代苯酚、壬基酚合成酚醛树脂、改性环氧树脂、多种涂料。由于长侧链碳碳双键的反应性，容易发生自缩聚反应，而且侧链烯键影响酚羟基的稳定性。本发明专利技术以拟薄水铝石前体和离子液体导向生长制备的氧化铝负载镍基金属催化剂，应用于腰果酚加氢反应催化活性高，在较温和条件下侧链全加氢产物可达100％。从而有效调控和平衡腰果酚的官能度、反应性与稳定性，可用于制备高耐候性、高耐腐性的生物基树脂和涂料。高耐腐性的生物基树脂和涂料。高耐腐性的生物基树脂和涂料。

【技术实现步骤摘要】
一种多组分负载金属催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及负载金属催化剂以及腰果酚选择性催化加氢，属于催化剂制备


技术介绍

[0002]腰果酚是一种生物质基酚类化合物，来自于腰果壳并经一系列物理/化学处理过程，可得到精制腰果酚。虽然精制腰果酚纯度可达95％甚至更高，但它其实仍然是一个混合物，除了苯环上的酚羟基，在间位还有一个长侧链，含15个碳原子。该长侧链既有完全饱和的，即侧链氢原子为31个，也有分别含一个、二个和三个碳碳双键的，此时侧链氢原子分别为29、27、25个。取决于腰果酚的不同产地来源，含有四种长侧链的烃基酚的相对含量也有所差别，但总体来说，具饱和长侧链的组分含量最低，只有百分之几。而具三个烯键长侧链的组分含量最多，约40％，具一个烯键长侧链的组分含量次之，稍大于30％，具二个烯键长侧链的组分含量略大于20％。由于腰果酚中不仅有酚羟基而且长侧链中还具有数量不一的碳碳双键官能团，因此它可以进行一系列化学反应。近年来，它作为一种可再生的天然酚类化合物，可应用于涂料、胶黏剂、磨擦材料、离子交换树脂、表面活性剂、添加剂等领域。它可以(部分)替代苯酚、壬基酚合成酚醛树脂、改性环氧树脂、多种涂料。由于长侧链碳碳双键的反应性，容易发生自缩聚反应，而且侧链烯键影响酚羟基的稳定性。通过选择性加氢，部分或全部饱和长侧链中的碳碳双键，改变腰果酚的官能度、反应性、稳定性，从而可用于制备高耐候性、高耐腐性的生物基涂料，应用于海洋防腐等领域，具有十分重要的现实意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术涉及一种负载型镍基金属催化剂的制备以及在催化腰果酚选择性加氢中的应用。催化剂载体既有经拟薄水钻石制备的非形貌可控氧化铝，也有离子液体导向生长、形貌调控制备的规整六角片氧化铝。通过浸渍法或共浸渍法引入引入单、双、三组分金属盐前体，再经焙烧和预还原制得新鲜的催化剂。
[0004]为了解决本专利技术的技术问题，提出的技术方案为：一种镍基负载型金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：称取一定质量的AlCl3·
6H2O溶于一定体积的去离子水得到铝盐溶液，加入一定量的1
‑
丁基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑氯盐，其中铝离子物质的量与1
‑
丁基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑氯盐物质的量之比(n[Al
3+
]:n[Bdmim]Cl)为0.5
‑
1.5:1，称取一定质量的(NH4)2CO3溶于去离子水形成溶液，并加入到上述混合液中，随后在160
‑
200℃下水热处理12
‑
24h，得到六角片形貌γ
‑
Al2O3；
[0005]将制备得到的六角片形氧化铝γ
‑
Al2O3载体加入金属盐溶液中，所述金属盐溶液为单金属镍盐溶液、双金属镍/钴盐溶液、双金属镍/铜盐溶液或三金属镍/钴/铜盐溶液，再经焙烧和预还原制得镍基负载型金属催化剂。
[0006]优选的，所述的金属镍盐为Ni(NO3)2·
6H2O或(COO)2Ni
·
2H2O，金属铜盐为Cu(NO3)2·
3H2O或(CH3CO2)2Cu
·
3H2O、金属钴盐为Co(NO3)2·
6H2O或(CH3CO2)2Co
·
3H2O。
[0007]优选的，依据20wt％Ni，3wt％Cu，0
‑
5wt％Co负载量，将一定量的Ni(NO3)2·
6H2O、Cu(NO3)2·
3H2O、Co(NO3)2·
6H2O溶解于去离子水中，将相应量的六角片形貌γ
‑
Al2O3载体加入金属盐溶液中。
[0008]优选的，依据20wt％Ni，3wt％Cu，5wt％Co负载量，将一定量的Ni(NO3)2·
6H2O、Cu(NO3)2·
3H2O、Co(NO3)2·
6H2O溶解于去离子水中，将相应量的六角片形貌γ
‑
Al2O3载体加入金属盐溶液中。
[0009]优选的，浸渍的样品在红外灯下初步干燥，再在100℃干燥5h，然后400℃空气气氛中焙烧4h，再在20vol.％氢
‑
氮混合气中450℃还原5h，得到镍基负载型金属催化剂。
[0010]为了解决本专利技术的技术问题，提出的另一技术方案为：以上任一方法制备的镍基负载型金属催化剂。
[0011]为了解决本专利技术的技术问题，提出的另一技术方案为：制备的镍基负载型金属催化剂应用于腰果酚加氢反应的方法，制备的镍基负载型金属催化剂在催化腰果酚选择性加氢中的应用。
[0012]优选的，腰果酚选择性加氢在釜式反应器中进行，反应温度90
‑
110℃，反应时间2.5
‑
4.5h，反应压力2.5
‑
3.5MPa，催化剂用量为腰果酚投料量的5
‑
10wt.％；转速400
‑
500转/分，腰果酚浓度5
‑
10wt.％，正丁醇为溶剂。
[0013]为了解决本专利技术的技术问题，提出的另一技术方案为：，以拟薄水铝石为前体制备γ
‑
Al2O3载体，加入金属盐溶液中，所述金属盐溶液为双金属镍/钴盐溶液、双金属镍/铜盐溶液或三金属镍/钴/铜盐溶液，通过浸渍法或共浸渍法引入双、三组分金属盐前体，再经焙烧和预还原制得镍基负载型金属催化剂，该催化剂用于腰果酚选择性加氢反应。
[0014]优选的，其特征在于：将直径1
‑
1.5mm的拟薄水铝石小球作为前体，空气气氛下，400
‑
600℃焙烧4h，转化为γ
‑
Al2O3物相，样品具有较大的比表面积、适中的孔体积和孔径，样品破碎至20
‑
40目用作催化剂载体。
[0015]氧化铝载体的制备：
[0016](1)以拟薄水铝石为前体制备：奥特催化剂载体研究所(江苏姜堰)提供的直径1
‑
1.5mm的拟薄水铝石小球作为前体，空气气氛下，400
‑
600℃焙烧4h，转化为γ
‑
Al2O3物相。样品具有较大的比表面积、适中的孔体积和孔径。样品破碎至20
‑
40目用作催化剂载体。
[0017](2)形貌可控制备：称取一定质量的AlCl3·
6H2O溶于一定体积的去离子水得到铝盐溶液(0.13
‑
0.3mol L
‑1)。随后加入一定量的1
‑
丁基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑氯盐(0.002
‑
0.004mol)。其中铝离子物质的量与1
‑
丁基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑氯盐物质的量之比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍基负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：称取一定质量的AlCl3·
6H2O溶于一定体积的去离子水得到铝盐溶液，加入一定量的1
‑
丁基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑氯盐，其中铝离子物质的量与1
‑
丁基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑氯盐物质的量之比(n[Al
3+
]:n[Bdmim]Cl)为0.5
‑
1.5:1，称取一定质量的(NH4)2CO3溶于去离子水形成溶液，并加入到上述混合液中，随后在160
‑
200℃下水热处理12
‑
24h，得到六角片形貌γ
‑
Al2O3；将制备得到的六角片形氧化铝γ
‑
Al2O3载体加入金属盐溶液中，所述金属盐溶液为单金属镍盐溶液、双金属镍/钴盐溶液、双金属镍/铜盐溶液或三金属镍/钴/铜盐溶液，再经焙烧和预还原制得镍基负载型金属催化剂。2.根据权利要求1所述的镍基负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述的金属镍盐为Ni(NO3)2·
6H2O或(COO)2Ni
·
2H2O，金属铜盐为Cu(NO3)2·
3H2O或(CH3CO2)2Cu
·
3H2O、金属钴盐为Co(NO3)2·
6H2O或(CH3CO2)2Co
·
3H2O。3.根据权利要求1所述的镍基负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于：依据20wt％Ni，3wt％Cu，0
‑
5wt％Co负载量，将一定量的Ni(NO3)2·
6H2O、Cu(NO3)2·
3H2O、Co(NO3)2·
6H2O溶解于去离子水中，将相应量的六角片形貌γ
‑
Al2O3载体加入金属盐溶液中。4.根据权利要求3所述的镍基负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于：依据20wt％Ni，3wt％Cu，5wt％Co负载量，将一定量的Ni(...

【专利技术属性】
技术研发人员：季伟捷，冯新振，丁杰，陈婷婷，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：