一种二氧化碳加氢制甲酸的制造技术

本发明专利技术公开了一种二氧化碳加氢制甲酸的

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳加氢制甲酸的PdAuC催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及催化剂
，更具体涉及一种二氧化碳加氢制甲酸的
PdAuC
催化剂及其制备方法
。

技术介绍

[0002]能源是人类发展的基石，每一次人类工业革命都伴随着能源的进步
。
目前随着全球工业化进一步的发展，人类对能源的需求越来越大
。
大量地使用传统的化石能源排放过量的温室气体二氧化碳
(CO2)
导致的全球环境问题引发了我国科研工作者的重视，已然成为我国以及全球发展的战略高地
。
为了减少
CO2排放，将丰富的
CO2作为碳源以低成本的方式转化为高价值的化工产品，有利于实现我国碳达峰
、
碳中和的战略方针
。
[0003]甲酸的生产方法多种多样，主要合成方法有：甲酸钠法
、
丁烷液相氧化法
、
甲酰胺法
、
甲酸甲酯水解法以及
CO2还原法等
。
其中
CO2加氢制备甲酸的原子利用率为百分百，符合绿色化学发展的方向
。
下面方程式
(1)、
方程式
(2)
为
CO2加氢制备甲酸相关反应的化学热力学数据
。
[0004]CO2(g)+H2(g)
→
HCOOH(l)
Δ
G
＝
32.9kJ/mol(1)<br/>[0005]CO2(g)+H2(g)+NH3(aq)
→
HCOO
‑
(aq)+NH
4+
(aq)
Δ
G
＝
‑
9.5kJ/mol(2)
[0006]如方程式
(1)
，气相中
CO2加氢制甲酸的吉布斯自由能为
32.9KJ/mol
，从热力学上讲不利于反应的进行
。
但是在溶液中，如方程式
(2)
，
CO2加氢制甲酸的吉布斯自由能为
‑
9.5KJ/mol
，热力学上是利于反应的进行
。
从动力学上，需要开发出高催化活性的催化剂，降低反应活化能，实现温和条件下的
CO2加氢制甲酸
。
目前主流催化活性组分是
Ru
贵金属为主
。
中国专利
CN1593753A、CN108424359B、CN103864597B
采用不同载体负载
Ru
金属制备催化剂，实现
CO2催化加氢制甲酸
。
专利
CN1593753A
将
Ru
负载在胺基化改性的二氧化硅载体上，在反应压力
10
～
21MPa
，反应温度
50
‑
120℃
下，实现
CO2加氢制甲酸
。
专利
CN108424359B
将
Ru
与有机配合物制备成均相催化剂，在
4MPa
，
120℃
反应条件下，在水相中实现
CO2加氢制甲酸
。
专利
CN103864597B
采用碳纳米管负载
Ru
纳米颗粒，在
10
～
15MPa
，
60
～
100℃
下，将
CO2转化成甲酸
。
由此可以看出，在
Ru
基催化剂作用下，
CO2加氢制甲酸反应条件依然比较苛刻，需要较高压力的反应条件，反应能耗很高，不利于大规模开展工业化
。
[0007]因此，亟需一种高催化活性的催化剂，降低反应活化能，在温和条件下实现
CO2加氢制甲酸
。

技术实现思路

[0008]本专利技术需要解决的技术问题是提供一种二氧化碳加氢制甲酸的
PdAuC
催化剂及其制备方法，以解决现有催化剂需要较高压力的反应条件的问题
。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下
。
[0010]一种二氧化碳加氢制甲酸的
PdAuC
催化剂，所述
PdAuC
催化剂由以下原料制得：活性炭1‑2份
、
氨水
20
份
、H2PdCl40.009
～
0.045
份
、HAuCl40.008g
～
0.04
份
、Na3C6H5O70.1
‑
1.5
份
、NaBH3CN 5
‑
15
份
、
去离子水
20
份
。
[0011]一种二氧化碳加氢制甲酸的
PdAuC
催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0012]S1、
将1‑
2g
活性炭用离子水和乙醇分别清洗三次，然后在
110℃
下烘干
24h
；
[0013]S2、
将活性炭浸渍于
20mL
的
1mol/L
氨水中，转速为
120r/min
搅拌一定时间后过滤烘干；
[0014]S3、
将上述活性炭在氮气保护下，以
5℃/min
的升温速率，升至
500℃
，并持续
1h
，标记为
AC
‑
NH3；
[0015]S4、
将
0.009
～
0.045gH2PdCl4和
0.008g
～
0.04gHAuCl4溶于
20mL
的去离子水中；
[0016]S5、
取
1g
的
AC
‑
NH3浸渍于步骤
S4
制备的溶液中，浸渍后，在
95℃
下烘干
12h
；
[0017]S6、
将步骤
S4
制备的固体置于烧瓶中，滴加去离子水直至
AC
‑
NH3完全润湿，放置
24h
；
[0018]S7、
向烧瓶中加
20ml
的去离子水使
AC
‑
NH3溶解，再加入
0.1
‑
1.5
份
Na3C6H5O7，转速
100r/min
进行搅拌，并逐滴加入的
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种二氧化碳加氢制甲酸的
PdAuC
催化剂，其特征在于，所述
PdAuC
催化剂由以下原料制得：活性炭1‑2份
、
氨水
20
份
、H2PdCl40.009
～
0.045
份
、HAuCl40.008g
～
0.04
份
、Na3C6H5O70.1
‑
1.5
份
、NaBH3CN 5
‑
15
份
、
去离子水
20
份
。2.
一种如权利要求1所述的一种二氧化碳加氢制甲酸的
PdAuC
催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
将1‑
2g
活性炭用离子水和乙醇分别清洗三次，然后在
110℃
下烘干
24h
；
S2、
将活性炭浸渍于
20mL
的
1mol/L
氨水中，转速为
120r/min
搅拌一定时间后过滤烘干；
S3、
将上述活性炭在氮气保护下，以
5℃/min
的升温速率，升至
500℃
，并持续
1h
，标记为
AC
‑
NH3；
S4、
将
0.009
～
0.045g H2PdCl4和
0.008g
～
0.04g HAuCl4溶于
20mL<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，宋庆峰，肖根林，王秀彪，刘苗，宋宝亮，闫智敏，张建虎，王斌，
申请(专利权)人：河北旭阳能源有限公司，
类型：发明
国别省市：