[发明专利]具有柱状结构的钴基双金属催化剂及其制法和应用

权利要求书

1.一种钴基双金属催化剂，其特征在于：所述催化剂是通过包括下述步骤的方法所制备得到的：

将钴源和镍源溶解于溶剂中，制备成溶液A；所述溶剂为乙醇、丙醇、丁醇中的一种或多种；溶液A中的钴的摩尔浓度为0.05～0.2mol/L；镍与钴的摩尔比为0.5～2；

将表面活性剂、还原剂以及碱混合形成混合液后，添加到溶液A中，得到溶液B，并在密闭条件下，将溶液B在100～200℃下，进行水热处理5～20小时，得到所述催化剂；所述混合液中的表面活性剂浓度为0.01～0.1mol/L，还原剂浓度为1～10mol/L，碱浓度为0.05mol/L～1mol/L；所述混合液与溶液A的体积比为0.1～0.5；

所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述还原剂为水合肼；所述碱为Na₂CO₃、NaOH中的一种或其混合物。

2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述钴源包括：含钴的盐；

镍源包括：含镍的盐。

3.如权利要求2所述的催化剂，其特征在于：所述含钴的盐为二价钴盐；

含镍的盐为二价镍盐；

聚乙烯吡咯烷酮包括：PVP-K13-18、PVP-K23-27、PVP-K29-32中的一种或多种；

水合肼为40wt％～85wt％的水合肼溶液。

4.如权利要求3所述的催化剂，其特征在于：所述二价钴盐包括：氯化钴、硝酸钴或乙酸钴中的一种或多种；

二价镍盐包括：氯化镍、硝酸镍或乙酸镍中的一种或多种；

溶剂为乙醇；

聚乙烯吡咯烷酮为PVP-K29-32；

无机碱为NaOH。

5.如权利要求4所述的催化剂，其特征在于：所述二价钴盐为乙酸钴；

二价镍盐为乙酸镍。

6.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述催化剂是一种具有柱状结构的双金属钴基催化剂，该催化剂的柱状直径为200～400nm，长度1～3μm。

7.如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：

1)将钴源和镍源溶解于溶剂中，制备成含镍和钴的溶液A；所述溶剂为乙醇、丙醇、丁醇中的一种或多种；所述溶液A中的钴的摩尔浓度为0.05～0.2mol/L；镍与钴的摩尔比为0.5～2；

2)将表面活性剂、还原剂以及碱混合形成混合液后，添加到溶液A中，得到溶液B；所述混合液中的表面活性剂浓度为0.01～0.1mol/L，还原剂浓度为1～10mol/L，碱浓度为0.05mol/L～1mol/L；所述混合液与溶液A的体积比为0.1～0.5；所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述还原剂为水合肼；所述碱为Na₂CO₃、NaOH中的一种或其混合物；

3)在密闭条件下，将溶液B在100～200℃下，水热处理5～20小时；

4)将步骤3)得到的产物洗涤分离，干燥，得到钴基双金属催化剂催化剂。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：

步骤2)中，形成混合液的方法包括：利用超声进行混合而形成混合液；添加的方法为滴加；

步骤3)中，在100～180℃下，水热处理5～20小时；

步骤4)中，洗涤的方法包括：用去离子水和无水乙醇洗涤4～6次；干燥的条件为50～60℃下真空干燥4～8小时。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述溶液A中的钴的摩尔浓度为0.1mol/L；

步骤2)中，所述混合液中的还原剂浓度为5.3mol/L；混合液中的碱浓度为0.4mol/L；混合液与溶液A的体积比为0.25；

步骤3)中，在120℃下水热处理10小时；

步骤4)中，干燥的条件为50℃下真空干燥4～8小时。

10.如权利要求1～6任一项所述的催化剂的应用，其特征在于：应用于催化硝基苯加氢的反应中，其中，催化的反应条件为：反应温度100～160℃，H₂压力2～6MPa。