[发明专利]凹凸棒负载钴-铂加氢催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种肉桂醛加氢制备肉桂醇的催化剂及其制备方法，具体地说是涉及用于催化肉桂醛加氢制备肉桂醇的凹凸棒负载钴-铂催化剂的制备方法。

背景技术

近年来，多相催化用于精细有机化工正引起人们越来越大的兴趣。α，β-不饱和醇是广泛用于工业合成香料、农药及医药的中间体，因此由α，β-不饱和醛选择加氢制备不饱和醇的研究，在理论和实用上都具有重要意义。由于C＝C双键加氢远比C＝O双键加氢容易，故选择性加氢制备不饱和醇就显得尤为重要。迄今为止，文献报道的由肉桂醛高选择性地制备其C＝O双键加氢产物肉桂醇多采用Ru或Ir系均相催化剂。由于均相催化剂分离回收困难，促使人们努力探索用多相催化剂体系来实现肉挂醛高选择性加氢制备肉挂醇。到目前为止，用于α，β-不饱和醛选择加氢研究的催化剂，主要是以贵金属为主要成分的各种负载型及非负载型催化剂。由于单纯贵金属的选择性往往不高，而且价格昂贵，因此人们对通过添加助剂来改善催化剂的选择性进行了许多有益的探索。研究表明钴和铂对C＝O加氢都有很高的加氢选择性。因此，探索在贵金属铂中添加金属钴对提高肉桂醛加氢选择性和降低催化剂成本是一项具有重要意义的工作。

凹凸棒黏土是一种天然的具有独特的层链状晶体结构的粘土矿物，廉价易得，储量丰富，比表面积较大，耐高温，表现出优异的纳米效应、吸附活性和化学活性。基于它的独特结构，凹凸棒黏土已被广泛用作聚合物的过滤器，吸附剂、药物修饰剂以及催化剂载体等。但是迄今为止，还未见有凹凸棒负载钴-铂加氢催化剂的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优异催化性能的新型凹凸棒负载钴-铂加氢催化剂及其制备方法。发明的催化剂载体为凹凸棒黏土，活性组分为钴-铂合金纳米粒子，其平均粒径大小为4～7nm。催化剂中合金的原子组成比为Co_xPt_y，其中x＝0.1～1，y＝0.1～1。

用于肉桂醛加氢制备肉桂醇的凹凸棒负载钴-铂催化剂的制备方法如下：

1)凹凸棒黏土表面改性：将一定量的凹凸棒黏土与浓度为1～4mol/L的酸溶液混合，使固液比为6∶1～12∶1，80℃水浴回流1～3h，离心、洗涤、烘干备用；

2)将一定质量的改性凹凸棒黏土加入到含有铂盐和钴盐的溶液中，用氨水调节溶液pH为7～11，超声分散2～3h。然后在磁力搅拌作用下，逐滴加入含有还原剂的水溶液，室温下搅拌1～2h；

3)最后在油浴中搅拌1～2h，经离心、洗涤、烘干获得凹凸棒负载钴-铂加氢催化剂。

发明中所说的酸溶液为盐酸或者硝酸。所说的铂盐为氯铂酸或者氯铂酸钾。所说的钴盐为氯化钴或者硫酸钴。所说的还原剂为硼氢化钾或者水合肼。

本发明所制备的凹凸棒负载钴-铂加氢催化剂，负载在凹凸棒上的钴-铂合金为纳米粒子，粒径细小而均匀，并且高度分散在凹凸棒表面。本发明方法合成的凹凸棒负载钴-铂加氢催化剂对肉桂醛加氢制备肉桂醇具有很高的活性和选择性。

具体实施方式

本发明实施例1～5说明催化剂的制备过程。

实施例1：

称取一定质量的凹凸棒黏土于烧杯中，按液固比为8∶1加入4mol/L盐酸，80℃水浴回流2h，然后离心，蒸馏水洗涤，105℃烘干，研磨后放入干燥器内备用。将644mg的改性凹凸棒加入到50mL含有0.01mmol氯铂酸和0.01mmol氯化钴的水溶液中，滴加氨水调节pH为9，超声分散3h，使凹凸棒分散均匀。然后在磁力搅拌作用下逐滴加入10mL浓度为0.008mol/L的硼氢化钾溶液，滴加完毕后再继续搅拌1.5h，使氯铂酸和氯化钴完全还原。最后在80℃油浴中持续搅拌2h，直至没有气泡产生为止。将混合物冷却至室温离心，用去离子水与无水乙醇充分洗涤，在110℃温度下烘干。得到凹凸棒负载钴-铂加氢催化剂(钴-铂合金的质量分数为0.8％)，钴-铂合金组成为Co_1.0Pt_1.0，记为A。透射电镜观察钴-铂合金纳米粒子平均粒径为4.5nm。

实施例2：