[发明专利]一种催化剂、其制备方法及在制备草酸酯中的应用

权利要求书

1.一种催化剂，包括载体和活性组分，其特征在于，所述载体包括氮掺杂石墨烯纳米片，所述活性组分包括纳米钯；

所述催化剂用于制备草酸酯；

所述纳米钯在催化剂中的质量百分含量为0.03～2wt％。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述纳米钯的平均粒径为1～9nm。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述氮掺杂石墨烯纳米片中氮元素的原子数百分含量为1～7at％。

4.根据权利要求3所述的催化剂，其特征在于，所述氮掺杂石墨烯纳米片的厚度为0.8～30nm。

5.制备权利要求1至4任一项所述催化剂的方法，至少包括以下步骤：

a)将石墨烯纳米片置于NH₃气氛中，于400～800℃下保持不少于3小时，得到氮掺杂石墨烯纳米片；

b)将步骤a)得到的氮掺杂石墨烯纳米片置于含有钯元素的溶液中，经过超声处理后，分离得到固相；

c)步骤b)所得固相经洗涤、干燥、焙烧后，置于含有还原性气体的气氛中于150～450℃的还原温度下还原至少2小时后，在含有还原性气体的气氛中降至室温，即得到所述催化剂。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述石墨烯纳米片采用电化学方法制备得到。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述含有钯元素的溶液为钯源溶解在溶剂中得到；

所述钯源选自氯化钯、醋酸钯、氯亚钯酸钾、氯亚钯酸钠、氯钯酸钾、二氯二氨钯、二氯四氨钯、硝酸钯、乙酰丙酮钯中的至少一种；

所述溶剂选自水、丙酮、二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇、环己烷、二甲基甲酰胺、苯、甲苯中的至少一种。

8.一种制备草酸酯的方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的催化剂中的至少一种和/或根据权利要求5至7任一项所述方法制备得到的催化剂中的至少一种，通过一氧化碳气相氧化偶联生产草酸酯。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述一氧化碳气相氧化偶联生产草酸酯为在固定床反应器中，含有一氧化碳和亚硝酸酯的原料气与所述催化剂接触，在反应压力为常压、反应温度为90～150℃的条件下气相反应制备草酸酯；

所述原料气中，一氧化碳与亚硝酸酯的体积比为1.1～1.8；

所述原料气的气相空速为2～5L·g^-1·h^-1。