[发明专利]一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其在处理挥发性有机物（VOCs）废气以及邻氯硝基苯原位液相加氢制邻氯苯胺中的应用。

背景技术

众所周知，催化载体在催化反应中起着至关重要的作用。近年来，对催化剂的主要研究方向集中在新载体的开发上。在大量的对新载体的研究中，金属载体逐渐成为研究的热点。由于对催化剂的实际应用需求以及高稳定性载体的更高要求，不锈钢丝网因其延展性好，具有良好的耐热、耐磨和抗腐蚀性能，引起了科技工作者的关注。选用不锈钢丝网为载体，可以克服以蜂窝陶瓷、氧化铝、氧镪锆等为载体的催化剂制备工艺复杂、涂层易起壳且活性组分易烧结的现象。因此，不锈钢丝网作为一种新型的催化剂载体，将是催化反应领域的重要发展方向。

已公开的中国专利ZL03129367涉及到一种不锈钢阳极氧化膜负载贵金属催化剂制备方法，其步骤为：化学去油，去表面氧化层，活化预处理，阳极氧化处理，获得不锈钢阳极氧化膜，负载贵金属活性组分，上述不锈钢阳极氧化膜负载贵金属催化剂活性较好、耐高温、耐冲击、抗震动，热稳定性好。但存在着载体应用面窄，制备步骤多等问题。

中国专利200810059778.40涉及另一种不锈钢金属丝网载体阳极氧化膜负载贵金属催化剂，扩大了载体应用面，但获得的催化剂催化活性不够高。相比之下中国专利200810062376.X不锈钢金属丝网阳极氧化膜载体负载稀土金属-贵金属催化剂相比，催化活性更高，但由于该催化剂（Ce-Pt-Pd/不锈钢金属丝网）活性组分中的贵金属采用Pt-Pd双组分，成本相对较高，如何降低成本又保持活性是需要解决的问题。

本发明与上述两个专利的主要区别是采用了另一种新型的方法将Pt纳米粒子负载在不锈钢丝网上，也取得了更好的催化效果，在资源利用和成本上获得了更大的空间。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种制备工艺简单、原料来源广泛、催化活性高、稳定性好的不锈钢丝网负载铂（Pt/SSWM）催化剂。

本发明的第二个目的是提供所述的Pt/SSWM催化剂在VOCs催化燃烧中的应用，其在较低温度下实现了VOCs的催化消除，且催化剂的稳定性高达500h以上。

本发明的第三个目的是提供所述的Pt/SSWM催化剂在邻氯硝基苯原位液相加氢制备邻氯苯胺中的应用，催化剂活性高，稳定性好，成本低，有效抑制了脱卤。

下面对本发明的技术方案做具体说明。

本发明提供了一种不锈钢丝网负载铂（Pt/SSWM）催化剂，其制备方法包括如下步骤：将Pt2(dba)3加入到碳酸丙二醇酯（PC）中得到混合物，并将该混合物在1-3MPa氢气气氛中于室温下进行搅拌反应，1-2h后停止搅拌并取出溶液，得到含有Pt纳米颗粒的PC溶液；将盐酸处理过的100-300目的不锈钢丝网载体浸渍到含有Pt纳米粒子的PC溶液中，于25-100℃处理6-24小时后，将不锈钢丝网取出，烘干获得Pt/SSWM催化剂。

本发明中，Pt前躯体Pt₂(dba)₃可按照如下步骤制备：将适量的dba（二亚苄基丙酮）、乙酸钠、以及乙醇混合物装入三口烧瓶中，在50℃下搅拌溶解，加入适量的K₂PtCl₄水溶液，加热到90℃下回流，反应2小时，停止加热，搅拌降温至室温，静置过夜，过滤后，用蒸馏水洗涤，再用正戊烷清洗，去除其他反应杂质。

本发明中，所述的不锈钢丝网载体先用盐酸处理以出去丝网表面的杂质。

本发明中，优选使含有Pt纳米颗粒的PC溶液中的Pt纳米粒子浓度为0.01～0.05mol/L，更优选为0.03～0.04mol/L。

本发明中，浸渍温度优选为25～50℃。

本发明提供了所述Pt/SSWM催化剂在VOCs催化燃烧中的应用。

本发明还提供了所述Pt/SSWM催化剂在邻氯硝基苯原位液相加氢制备邻氯苯胺的应用。具体的，所述的应用具体为：在反应容器中加入Pt/SSWM催化剂和邻氯硝基苯的乙醇水溶液，在一定温度（180～220℃）和压力（1-3MPa）下进行反应，生成邻氯苯胺。