本发明专利技术提供一种负载型碱金属氢化物，将载体与碱金属混合，得到混合物；在高压反应釜中，在氢气氛围，控制碱金属处于熔融状态，碱金属与氢气反应，得到负载型碱金属氢化物，粒径分布均匀，在载体上呈高度分散，具有良好的稳定性，可用于炔烃加氢制烯烃用催化剂，不仅成本低，而且兼具高活性与高烯烃选择性，具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化，尤其涉及一种负载型碱金属氢化物与炔烃加氢制烯烃用催化剂。
技术介绍
1、炔烃加氢制烯烃是一类重要的加氢反应，其目标产物烯烃是一类应用广泛的化学原料，可作为多种精细化学品和功能化学品中间体。以结构最简单的乙烯为例，它是重要的石油化工的基础原料，主要用于生产聚乙烯、乙二醇、二氯乙烷、环氧乙烷、苯乙烯单体、聚氯乙烯等化工产品。乙烯衍生物产品种类众多，在合成材料、有机合成等方面有广泛应用，规模占全球石化产品总量的75％以上，广泛应用于包装、农业、建筑、纺织、电子电器、汽车等领域。据统计乙烯产品占石化产品总量的75％以上，其生产技术、产量和规模标志着一个国家石油化学工业的发展水平。
2、烯烃的生产工艺主要包括石油蒸汽裂解制烯烃、煤经甲醇制取制烯烃、以及烷烃裂解制烯烃技术三种。无论哪种生产工艺，制得的烯烃中不可避免地含有微量的炔烃杂质。例如，石油蒸汽裂解工艺中，乙烯馏分通常含有0.5～3％的乙炔，丙烯馏分通常含有2～8％的丙炔和丙二烯。这些炔烃杂质会覆盖催化剂的活性中心或堵塞孔道，造成后续聚烯烃催化剂，如ziegler-natta催化剂的失活，最终造成聚合反应效率降低，产品质量下降，因此需要将烯烃中的炔烃杂质降至5ppm以下的水平。烯烃中脱除炔烃杂质的方法主要是溶剂吸收法和催化加氢法，除此之外还有精馏法、氨化法、络合吸附法等等。溶剂吸收法操作过程复杂，且成本较高，因此在大型的工业生产中一般不采用这种方法。催化加氢法工艺简单、能量消耗低、对环境污染性小，可以提高原料利用率，是脱除炔烃杂质最有效的方法。
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p>3、目前工业上催化选择性加氢过程依赖于价格昂贵的钯基催化剂，且存在目标产物选择性低、稳定性差等问题，具体如下：4、(1)贵金属催化剂成本较高
5、pd基催化剂在炔烃加氢中表现出高效的催化活性，并且已工业化应用。但由于pd属于贵金属，价格昂贵，导致催化剂成本较高。因此，发展可以替代贵金属pd的非贵金属催化剂是该领域亟需解决的问题。
6、(2)兼具高活性和化学选择性：
7、尽管目前文献中报道的一些策略(如“活性位点隔离”)可以一定程度上提高催化剂的选择性，但是高选择性往往伴随着一定的活性损失。因此，开发兼具高活性和高选择性的炔烃加氢催化剂仍是目前该领域具有挑战性的问题。
8、(3)催化剂的稳定性和抗结焦性：
9、在实际应用中，催化剂的稳定性和抗结焦性能甚至比活性更重要。例如，在乙炔的半氢化中，大多数报道的工作仅提供了短期稳定性测试(<100小时)，即使在这种情况下，也经常观察到活性和化学选择性的下降趋势。然而，工业运行至少需要几个月的稳定。因此，催化剂的稳定性和抗结焦性能，是影响其能否实际工业化应用的重要因素。
10、相比于传统的pd基贵金属催化剂，碱金属的地壳含量丰富，价格较低，发展碱金属氢化物选择加氢催化剂可以有效降低催化剂的制备成本。
11、著名的lindlar钯基催化剂具有较好的炔烃半加氢选择性，但贵金属利用率低，重金属铅和喹啉等必要组分具有毒性，并带来严重的环境污染问题。因此，开发活性高、烯烃选择性好、稳定性好、成本低廉的新型选择性加氢催化剂，是炔烃加氢领域亟待解决的关键科学问题，也是学术界和工业界一直追求的目标。
技术实现思路
1、针对上述技术现状，本专利技术提供一种负载型碱金属氢化物，粒径分布均匀，在载体上呈高度分散，具有良好的稳定性，可用于炔烃加氢制烯烃用催化剂，成本低，能够兼具高活性与高烯烃选择性。
2、本专利技术的技术方案是：一种负载型碱金属氢化物，碱金属氢化物负载在载体上，其制备方法包括如下步骤：
3、将载体与碱金属混合，得到混合物；在高压反应釜中，在氢气氛围条件下，控制碱金属处于熔融状态，碱金属与氢气反应，得到负载型碱金属化物。
4、所述碱金属不限，包括锂、钠、钾、铷、铯等。
5、所述载体不限，包括碳材料(例如石墨烯、碳纳米管、纳米金刚石等)、二维材料(例如六方氮化硼、g-c3n4、mxene等)、氧化物(例如氧化镁、氧化硅、稀土氧化物等)等。
6、反应温度需要保证碱金属处于熔融状态，即高于碱金属的熔点，优选为50～500℃。
7、作为优选，反应过程中压力为0.1～10.0mpa。
8、作为优选，首先将载体在氩气中焙烧，然后与碱金属混合。进一步优选地，焙烧温度为200～1200℃，焙烧时间为1～20h。
9、作为优选，反应时间为1～20h。
10、为了进一步提高碱金属氢化物的分散程度，将反应后产物研磨，在ar中焙烧，焙烧温度范围200～1200℃，时间范围1～20h。
11、本专利技术的负载型碱金属氢化物可用于催化炔烃加氢制烯烃。即，一种用于炔烃加氢制烯烃的催化剂，包括所述负载型碱金属。
12、作为优选，炔烃加氢制烯烃过程中，炔烃与负载型碱金属氢化物的摩尔比例为1:10～100:1。
13、作为优选，在催化剂中，所述负载型碱金属氢化物的质量百分含量为0.1～50％。
14、作为优选，炔烃加氢制烯烃过程中，为了兼顾高活性(即，高的炔烃转化率)与高烯烃选择性(即，高的目标烯烃产物选择性)，反应温度为90～150℃为宜，更优选为90～120℃，最优选为100℃。
15、作为优选，炔烃加氢制烯烃过程中，反应压力为0.1～20mpa。
16、作为优选，炔烃加氢制烯烃过程中，反应时间为1～50h。
17、与现有技术相比，本专利技术将载体与碱金属混合后，对混合物进行加氢反应，得到负载型碱金属氢化物，具有如下优点：
18、(1)由于碱金属加氢制备氢化物的过程中，反应温度下，碱金属处于熔融状态，可以有效地在载体表面进行分散，从而提高金属的分散度。因此，得到的碱金属氢化物粒径分布均匀，在载体上呈高度分散，达到亚纳米团簇，甚至单原子级别。
19、(2)本专利技术的负载型碱金属氢化物可用于炔烃加氢催化剂，一方面由于碱金属的地壳含量丰富，相比于工业上传统的pd基贵金属催化剂，能够有效降低催化剂的制备成本；另一方面能够兼具高活性与高烯烃选择性，与负载型碱金属催化剂相比，在相同催化条件下能够有效提高炔烃转化率与烯烃选择性，炔烃转化率能够大于等于90％以上，烯烃选择性能够大于等于80％以上，当炔烃加氢制烯烃反应温度在90～150℃，尤其是90～120℃时能够兼顾高炔烃转化率与高烯烃选择性；此外，碱金属不同于传统的过渡金属催化剂，对炔烃和烯烃的吸附与活化模式可显著不同于过渡金属，在催化机制方面具有独特的创新性。
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【技术保护点】
1.一种负载型碱金属氢化物，其特征在于：碱金属氢化物负载于载体上，其制备方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的负载型碱金属氢化物，其特征在于：所述碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯中的一种或者几种。
3.如权利要求1所述的负载型碱金属氢化物，其特征在于：所述载体包括碳材料、二维材料、氧化物中的一种或者几种；
4.如权利要求1所述的负载型碱金属氢化物，其特征在于：反应温度为50℃～500℃。
5.如权利要求1所述的负载型碱金属氢化物，其特征在于：反应压力为0.1MPa～10.0MPa。
6.如权利要求1所述的负载型碱金属氢化物，其特征在于：将载体在氩气氛围中焙烧，然后与碱金属混合；
7.如权利要求1所述的负载型碱金属氢化物，其特征在于：反应时间为1h～20h；
8.一种炔烃加氢制烯烃用催化剂，其特征在于：包括如权利要求1至7中任一权利要求所述的负载型碱金属氢化物。
9.如权利要求8所述的炔烃加氢制烯烃用催化剂，其特征在于：所述炔烃与负载型碱金属氢化物的摩尔比例为1:10～100:1；>
10.如权利要求8所述的炔烃加氢制烯烃用催化剂，其特征在于：催化炔烃加氢制烯烃的反应过程中，反应温度为90℃～150℃，优选为90℃～120℃，最优选为100℃。
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【技术特征摘要】
1.一种负载型碱金属氢化物，其特征在于：碱金属氢化物负载于载体上，其制备方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的负载型碱金属氢化物，其特征在于：所述碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯中的一种或者几种。
3.如权利要求1所述的负载型碱金属氢化物，其特征在于：所述载体包括碳材料、二维材料、氧化物中的一种或者几种；
4.如权利要求1所述的负载型碱金属氢化物，其特征在于：反应温度为50℃～500℃。
5.如权利要求1所述的负载型碱金属氢化物，其特征在于：反应压力为0.1mpa～10.0mpa。
6.如权利要求1所述的负载型碱金属...
【专利技术属性】
技术研发人员：张西伦，常菲，
申请(专利权)人：甬江实验室，
类型：发明
国别省市：
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