一种用于催化转化5-羟甲基糠醛的Co-N-C催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及多相催化技术领域，尤其涉及一种用于催化转化5‑羟甲基糠醛的Co‑N‑C催化剂及其制备方法，所述催化剂的组成为三维多级Co纳米结构锚定在氮掺杂的碳材料基底，所述催化剂中，Co‑N‑C构成的一级纳米颗粒团聚成二级纳米颗粒，所述二级纳米颗粒连接形成三维多孔珊瑚状结构。该催化剂的制备方法包括：S1、将十六烷基三甲基溴化铵作为结构诱导剂与钴金属盐、锌金属盐、2‑甲基咪唑混合均匀；S2、将步骤S1中得到混合粉末进行高温碳化热解处理，得到Co‑N‑C催化剂。本发明专利技术提供的Co‑N‑C催化剂具有高效的催化性能，能够将HMF以100％的选择性和100％的转化率催化氧化为2,5‑呋喃二甲酸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多相催化，尤其涉及一种用于催化转化5-羟甲基糠醛的co-n-c催化剂及其制备方法。

技术介绍

1、生物质作为最丰富和最容易获得的碳基可再生能源，被认为是一种有前途的燃料和生产增值化学品的原料。将可再生原始生物质高效转化为优质生物燃料和重要化学品是解决当今社会化石能源枯竭和环境污染问题的有效途径。从纤维素中提取的5-羟甲基糠醛(hmf)是公认的用途最广泛的生物基平台化学品之一，由于呋喃环、羟基和醛三个官能团的存在，hmf可以通过不同的反应途径，生产出一系列高附加值的衍生物和燃料。其中2,5-呋喃二甲酸(fdca)最具吸引力，因其具有双羧基官能团的特征结构，可作为石油基对苯二甲酸的替代品，用于合成生物基可降解聚酯聚呋喃二甲酸乙二醇酯(pef)的前体，对于环境保护具有重要意义。此外，fdca还可用于制药、增塑剂、涂料、粘合剂以及其他材料的合成。因此，hmf制备fdca受到了广泛的关注和研究。

2、贵金属基催化剂在hmf氧化方面表现出优异的性能，但由于贵金属成本高、反应条件苛刻，非贵金属基催化剂的开发与优化仍是主要研究方向。以co基材料为本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于催化转化5-羟甲基糠醛的Co-N-C催化剂，其特征在于：所述催化剂的组成为三维多级Co纳米结构锚定在氮掺杂的碳材料基底，所述催化剂中，Co-N-C构成的一级纳米颗粒团聚成二级纳米颗粒，所述二级纳米颗粒连接形成三维多孔珊瑚状结构。

2.如权利要求1所述的一种用于催化转化5-羟甲基糠醛的Co-N-C催化剂，其特征在于：所述一级纳米颗粒的直径为20-30nm，二级纳米颗粒的直径为200-400nm，所述催化剂含有2-10nm的介孔结构。

3.如权利要求1所述的一种用于催化转化5-羟甲基糠醛的Co-N-C催化剂，其特征在于：所述催化剂的活性组分为Co纳米颗粒，...

【技术特征摘要】

1.一种用于催化转化5-羟甲基糠醛的co-n-c催化剂，其特征在于：所述催化剂的组成为三维多级co纳米结构锚定在氮掺杂的碳材料基底，所述催化剂中，co-n-c构成的一级纳米颗粒团聚成二级纳米颗粒，所述二级纳米颗粒连接形成三维多孔珊瑚状结构。

2.如权利要求1所述的一种用于催化转化5-羟甲基糠醛的co-n-c催化剂，其特征在于：所述一级纳米颗粒的直径为20-30nm，二级纳米颗粒的直径为200-400nm，所述催化剂含有2-10nm的介孔结构。

3.如权利要求1所述的一种用于催化转化5-羟甲基糠醛的co-n-c催化剂，其特征在于：所述催化剂的活性组分为co纳米颗粒，所述co纳米颗粒的含量为0.2-3.5wt％。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种用于催化转化5-羟甲基糠醛的co-n-c催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

5.如权利要求4所述的一种用于催化转化5-羟甲基糠醛的co-n-c催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s1中，钴金属盐为乙酰丙酮钴，锌金属盐为乙酰丙酮锌。

6.如权利要求4所述的一种用于催化转化5-羟甲基糠醛的co-n-c催化剂的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇宗魁，魏小宇，陈宬，顾君飞，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：