本发明专利技术公开一种双金属吡啶薄膜(Pd/bpy/Pt/bpy)n催化剂的制备方法。金属源为K2PdCl4和K2PtCl4，bpy为4,4-联吡啶，采用层层自组装方法，在固体基片上制备交替沉积(Pd/bpy/Pt/bpy)n薄膜催化剂。该催化剂具有较高催化活性以及稳定性，在温和条件下实现对烯烃催化加氢反应，可多次重复使用。本方法具有工艺简单，成本低廉，操作方便，应用效果好等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及双金属吡啶复合薄膜催化剂的制备方法。利用金属钯和钼与吡啶氮之间的配位键作用，通过自组装的方法，在固体基片上制备形成双金属薄膜催化剂，该薄膜可以用于在温和条件下进行催化加氢反应，属于催化剂材料领域。
技术介绍
氢化反应在石油炼制工业中，具有重要的作用，如加氢精制，以脱除油品中存在的含氧、硫、氮等杂质，并使烯烃全部饱和、芳烃部分饱和，以提高油品的质量。催化加氢一般生成产物和水，不会生成其它副产物(副反应除外)，产品收率高、质量好，具有绿色化的化学反应和原子经济性。催化加氢反应的催化剂一般是钼基和钯基催化剂，它们都是催化加氢的能手，具有很大的活性和极优良的选择性，一般催化剂可分为均相催化剂和异相催化剂。均相催化剂有着反应速率高，用量少，产量高，条件温和等优点，但它难与产物分离，容易污染产物等缺点阻碍了它在工业方面的应用，而异相催化剂虽然反应速率较均相的慢一些，但其易于分离(一般利用过滤，磁力吸附等手段)等优点使其格外受工业青睐。目前，催化加氢反应催化剂，一般都是负载型催化剂，如Pt/c、Pt/Al203、Pd/Al203、Pd/C、Pd/BaS04、Pd/硅藻土、PdO2, Ru-Pd/C等，这种负载型催化剂可以利用过滤或磁力吸附等手段，使产物和催化剂得到分离。另外，膜催化 技术是当前众多催化反应技术中非常有前途的一个领域，它可以同时完成催化反应和产品分离两大任务。利用膜作为一种催化剂或催化剂载体，是膜科学和膜材料应用研究的前沿领域之一，近年来受到了广泛的关注。到目前为止，膜催化技术，与颗粒型催化剂相比，研究相对较为薄弱。目前制备贵金属复合膜，一般采用物理气相沉积、化学气相沉积、热喷和化学镀饰等等方法。但上述方法制备过程较为复杂、成本昂贵。我们利用层层自组装方法，利用金属钯和钼与吡啶氮之间的配位键作用，在固体基片上制备双金属吡啶薄膜催化剂，该薄膜用于催化加氢反应催化剂，对烯烃和硝基苯的催化加氢反应，具有很好的催化活性和选择性。本方法具有工艺简单，成本低廉，操作方便，应用范围广等特点。
技术实现思路
本专利技术制备了双金属吡啶薄膜催化剂，在温和条件下对烯烃加氢反应具有很好的催化活性。本专利技术结构式为(Pd/bpy/Pt/bpy)n的复合薄膜,其中bpy为4，4_联卩比唳；其结构为层层自组装。所述的Pd的金属源为K2PdCl4 ;所述的Pt的金属源为K2PtCl415所述的复合薄膜的制备方法，采用层层自组装方法制备，包括如下步骤:(I)基片的清洗，并进行聚乙烯亚胺(PEI)修饰；(2)将步骤(I)获取的基片依次浸入K2PdCl4溶液、bpy的乙醇溶液、K2PtCl4溶液和bpy (5 mM)的乙醇溶液中，每个沉浸步骤取出后用蒸馏水洗净，吹干；(3)重复步骤(2)，制备获得所述复合薄膜。所述的复合薄膜用于催化烯烃加氢反应。所述的烯烃为苯乙烯、4-溴苯乙烯、硝基苯、4-硝基苯乙烯、肉桂酸乙酯、芳樟醇或与前述烯烃分子具有相同基团的有机化合物。本专利技术利用联吡啶作为金属的联结基元，通过金属钯与钼和联吡啶氮之间形成的配位键作用，在固体基片上自组装制备钯钼双金属吡啶薄膜催化剂，制备的催化剂具有很好的稳定性以及较高的催化活性。制备条件温和，方法简易，无需特殊的设备，成本低廉。并且制备的催化剂可以在可以在温和条件下实现催化加氢反应。本方法具有工艺简单，操作方便，应用范围广等特点。附图说明附图为:(Pd/bpy/Pt/bpy)n复合薄膜紫外可见光谱表征。仪器型号为Lambda35光谱仪，产家为美国的Perkin-E lmer。具体实施例方式实施例1: (Pd/bpy/Pt/bpy)n复合薄膜制备首先，对石英片(25 mm X 12 mm X I mm)或普通玻璃进行清洗:将基片置于98%H2SO4与30% H2O2 (体积比7:3)的混合液中于80 °C下浸溃处理40分钟，取出后用蒸馏水洗净；再浸入H20:H202:NH3=5:1:1 (体积比)的混合液中于80 °C下浸溃处理20分钟，取出后用蒸馏水洗净，氮气吹干，即得到成膜待用基片。再将基片进行PEI修饰:将经过前述处理程序的基片浸入10 mg/mL的PEI溶液中放置20分钟，取出后用蒸馏水洗净，氮气吹干。然后再把经过PEI修饰的基片，依次浸入浓度为5 mM K2PdCl4溶液、bpy的乙醇溶液、K2PtCl4溶液和bpy的乙醇溶液中，分别放置30分钟，每个沉浸步骤取出后用蒸馏水洗净，氮气吹干；重复循环以上步骤即可制得所需的(Pd/bpy/Pt/bpy)n复合薄膜。实施例2: (Pd/bpy/Pt/bpy)n复合薄膜催化苯乙烯加氢反应苯乙烯(0.5 mmol)、无水乙醇(10 ml)和修饰(Pd/bpy/Pt/bpy)5薄膜的固体基片一起加入到试管里，试管用塞子密封后，用氢气填充，再抽真空，连续抽三次，混合物在氢气(1.2 atm)氛围里，温度34 °C，以一定搅拌速度进行反应。反应40分钟结束后，催化剂直接取出，不需要特殊分离，产率(99%)用气相色谱方法测得，产物直接减压蒸馏，得到产物，产物通过氢谱(1HNMR)进行表征。其后，催化剂继续进行实施例2的催化反应，五次反应后，产率没有明显的降低。实施例3:薄膜在不同底物的催化性能测试表I为6种不同底物的催化性能测试数据，反应条件为:底物(0.5 mmol),无水乙醇(10 ml),氢气(1.2 atm),反应温度34 °C。产率用气相色谱方法测定，具体反应步骤参照实施例2。表1.薄膜在不同底物的催化性能测试本文档来自技高网...
【技术保护点】
结构式为(Pd/bpy/Pt/bpy)n的复合薄膜，其中bpy为4,4?联吡啶；其结构为层层自组装。
【技术特征摘要】
1.结构式为(Pd/bpy/Pt/bpy)n的复合薄膜,其中bpy为4，4-联卩比唳；其结构为层层自组装。2.根据权利要求1所述的复合薄膜，其特征在于:所述的Pd的金属源为K2PdCl4;所述的Pt的金属源为K2PtCl4O3.—种权利要求1所述的复合薄膜的制备方法，采用层层自组装方法制备，包括如下步骤: (1)基片的清洗，并进行聚乙烯亚胺修饰； (2)将步骤(I)获取的基片依次浸入浓度为5mM...
【专利技术属性】
技术研发人员：高水英，曹荣，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：
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