一种负载型双金属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负载型双金属催化剂及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种负载型双金属催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于氢甲酰化
，具体涉及一种负载型双金属催化剂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]目前，工业上加氢甲酰化生产工艺主要分为均相催化和两相催化
。
均相催化具有反应速率快，活性高等优点，但是产物和催化剂需要采用蒸馏的方法分离
。
随着碳链的增长，氢甲酰化反应产物高碳醛的沸点增加，需要较高的温度才能将产物分离
。
而具有高活性的铑系催化剂在高温下易失活，因此均相催化工艺所使用的高温蒸馏会造成贵金属催化剂的流失，增加生产成本
。
[0003]CN106362766A
公开了一种
Rh/CoO
纳米催化剂及其制备方法和应用
。Rh
原子相互独立
、
均匀地负载在具有二维晶体结构的
CoO
薄片表面
。
制备方法包括如下步骤：将具有二维晶体结构的
CoO
薄片和去离子水混合得到混合液
A
；向混合液
A
中加入六氯铑酸钠溶液混合均匀得到混合液
B
；将混合液
B
室温搅拌，清洗，真空干燥得到
Rh/CoO
纳米催化剂
。
[0004]但是上述催化剂无法兼顾催化剂活性和产物选择性
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种新的负载型双金属催化剂及其制备方法，该催化剂通过对氧化石墨烯
/
多孔碳进行氮掺杂，并负载铑与钴双金属活性中心，能够显著提高氢甲酰化反应的反应活性以及醛选择性，并且该催化剂作为非均相催化剂在氢甲酰化反应结束后还有很好的回收效果，分离回收的催化剂组合物可以循环利用
。
[0006]本专利技术第一方面提供了一种负载型双金属催化剂，该催化剂包括氮掺杂的氧化石墨烯
/
多孔碳和负载其上的铑和钴；以元素计，钴与铑的摩尔比为
1:10
‑
1:150
，优选为
1:25
‑
1:150。
[0007]在本专利技术中，“氧化石墨烯
/
多孔碳”是指氧化石墨烯或多孔碳
。
[0008]根据本专利技术所述的催化剂的一些实施方式，所述氮掺杂的氧化石墨烯
/
多孔碳的制备方法包括：将含有氧化石墨烯
/
多孔碳的分散液与含氮化合物混合，水热反应，然后冷却
、
清洗
、
过滤，真空干燥
。
[0009]根据本专利技术所述的催化剂的一些实施方式，相对于每
mL
的含有氧化石墨烯
/
多孔碳的分散液，氧化石墨烯
/
多孔碳的含量为
1.0
‑
6.0mg。
[0010]根据本专利技术所述的催化剂的一些实施方式，所述含氮化合物为尿素
。
[0011]根据本专利技术所述的催化剂的一些实施方式，氧化石墨烯
/
多孔碳与尿素的重量比为
1:10
‑
1:300。
[0012]根据本专利技术所述的催化剂的一些实施方式，所述水热反应的温度为
100
‑
200℃
，所述水热反应的时间为6‑
36h。
[0013]根据本专利技术所述的催化剂的一些实施方式，以催化剂的重量为基准，所述铑的含
量以元素计为
0.1
‑
10
重量％
。
在本专利技术中，催化剂中铑的负载含量可以通过调节铑的浸制液浓度来改变，但是通过测定发现，铑的含量以元素计为
0.1
‑
10
重量％范围内时，本专利技术的负载型双金属催化剂的效果更优
。
[0014]根据本专利技术所述的催化剂的一些实施方式，所述负载型双金属催化剂用于烯烃氢甲酰化反应
。
[0015]本专利技术第二方面提供了一种负载型双金属催化剂的制备方法，包括：
[0016](1)
将氮掺杂的氧化石墨烯
/
多孔碳和溶剂混合，得到混合液
A
；
[0017](2)
将所述混合液
A
与含铑化合物混合，得到混合液
B
；
[0018](3)
将所述混合液
B
在氮气保护下加热回流，冷却后清洗
、
过滤，真空干燥，得到负载铑的中间体；
[0019](4)
用醋酸钴溶液浸渍所述负载铑的中间体，并过滤，洗涤
、
真空干燥，得到固体；
[0020](5)
将所述固体在
H2/He
的混合气氛中加热，并冷却
。
[0021]根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，相对于每
g
的氮掺杂的氧化石墨烯
/
多孔碳，溶剂的用量为
400
‑
600mL。
[0022]根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，在混合液
B
中，以铑元素计含铑化合物的含量为
0.01
‑
0.5mg。
[0023]根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，相对于每
mL
的醋酸钴溶液，所述负载铑的中间体的重量为
0.001
‑
0.003g。
[0024]根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，相对于每
mL
的醋酸钴溶液，以钴元素计的醋酸钴的浓度为
0.0005
‑
0.03mg。
[0025]根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，所述
H2/He
的混合气氛中
H2含量为
10
‑
30
体积％
。
[0026]根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，所述加热的条件包括：温度为
100
‑
200℃
，时间为
10
‑
60min。
[0027]根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，所述氮掺杂的氧化石墨烯
/
多孔碳的制备方法包括：将含有氧化石墨烯
/
多孔碳的分散液与含氮化合物混合，水热反应，然后冷却
、
清洗
、
过滤，真空干燥
。
[0028]根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，相对于每
mL
的含有氧化石墨烯
/
多孔碳的分散液，氧化石墨烯
/
多孔碳的含量为
1.0
‑
6.0mg。
[0029]根据本专利技术所述的方法的一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种负载型双金属催化剂，该催化剂包括氮掺杂的氧化石墨烯
/
多孔碳和负载其上的铑和钴；以元素计，钴与铑的摩尔比为
1:10
‑
1:150
，优选为
1:25
‑
1:150。2.
根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述氮掺杂的氧化石墨烯
/
多孔碳的制备方法包括：将含有氧化石墨烯
/
多孔碳的分散液与含氮化合物混合，水热反应，然后冷却
、
清洗
、
过滤，真空干燥
。3.
根据权利要求2所述的催化剂，其特征在于，相对于每
mL
的含有氧化石墨烯
/
多孔碳的分散液，氧化石墨烯
/
多孔碳的含量为
1.0
‑
6.0mg
；和
/
或，所述含氮化合物为尿素
。4.
根据权利要求2或3所述的催化剂，其特征在于，氧化石墨烯
/
多孔碳的分散液与尿素的重量比为
1:10
‑
1:300。5.
根据权利要求2‑4中任一项所述的催化剂，其特征在于，所述水热反应的温度为
100
‑
200℃
，所述水热反应的时间为6‑
36h。6.
根据权利要求1‑5中任一项所述的催化剂，其特征在于，以催化剂的重量为基准，所述铑的含量以元素计为
0.1
‑
10
重量％
。7.
根据权利要求1‑6中任一项所述的催化剂，其特征在于，所述负载型双金属催化剂用于烯烃氢甲酰化反应
。8.
一种负载型双金属催化剂的制备方法，包括：
(1)
将氮掺杂的氧化石墨烯
/
多孔碳和溶剂混合，得到混合液
A
；
(2)
将所述混合液
A
与含铑化合物混合，得到混合液
B

【专利技术属性】
技术研发人员：胡嵩霜，吴红飞，潘峰，王霄青，
申请(专利权)人：中石化北京化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：