[发明专利]一种催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种催化剂，所述的催化剂由载体以及负载于载体之上的复合碳-金属量子点组成，催化剂的粒径在100～1000nm，所述的载体为介孔碳微球；所述复合碳-金属量子点的尺寸不大于15nm，复合碳-金属量子点中金属的质量百分数10～90％；所述的复合碳-金属量子点中的金属为铂、钯、铱、钌、铑中的一种或几种的组合，基于载体质量，铂、钯、铱、钌、铑的负载量分别为0～10.0％、0～10.0％、0～10.0％、0～10.0％、0～5.0％，且钯、铂、铑的负载量不均为0，金属总负载量为1.0～11.5％；所述复合碳-金属量子点通过如下方法制备：用乙二胺、柠檬酸水溶液将金属盐溶解，其中金属盐、柠檬酸、乙二胺和配制柠檬酸水溶液使用的去离子水的摩尔比为：1:5～50:50～500:1500～10000，充分混合后，放入水热反应釜中，于100～250℃保持3～24小时，降至室温取出，所得含有复合碳-金属量子点的水溶液去除溶剂后即得到复合碳-金属量子点。

2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：钯的负载量为1.5～7.5％。

3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：铂的负载量为1.0～6.5％。

4.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：铑的负载量为1.0～4.0％。

5.一种如权利要求1所述的催化剂的制备方法，所述的制备方法包括：

1)取质量浓度为25～28％的氨水溶液、乙醇和去离子水充分混合，随后加入间苯二酚，再缓慢滴加质量浓度为37～40％的甲醛溶液，在10～50℃下搅拌12～48小时后，将其转移到水热反应釜中在50-200℃下水热反应12～36小时，然后离心洗涤，得到红棕色的聚合物固体粉末；其中间苯二酚与甲醛用量的摩尔比为：1:1～4，氨水溶液与甲醛溶液、乙醇和去离子水的体积比例为1:1.4～5.6:60～120:150～300；

2)取步骤1)得到的聚合物固体粉末与复合碳-金属量子点分散于醇的水溶液中，其中醇的水溶液中，醇与水的体积比为5～100：1，醇的水溶液、复合碳-金属量子点、聚合物固体粉末的投料比例为3～18ml：15～125mg：1g，经水热合成法或等体积浸渍法将碳-金属量子点负载于聚合物固体上，再经真空干燥得到样品；

3)将步骤2)所得样品在氢气和惰性气体的混合气氛下进行焙烧，所述混合气氛中氢气体积浓度为5％-50％，焙烧过程为程序升温控制：从室温至200～300℃，升温速率为0.5～5℃/分钟，恒温1～4小时；从200～300℃至400～600℃升温速率为5～8.5℃/分钟，恒温3～6小时；400～600℃至700～800℃升温速率为8.5～15℃/分钟，恒温4～6小时，即可得到所述催化剂。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，醇为乙醇、甲醇或乙二醇。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，水热合成法是在50～250℃下保持3～12小时，经离心洗涤后得到固体；

所述等体积浸渍法中，浸渍温度20～50℃，浸渍时间为5～24小时；

所述的真空干燥条件为：在相对真空度-0.099～-0.05MPa下，温度为40～150℃干燥6～24小时。

8.如权利要求1所述的催化剂在式(I)所示的氯代芳香硝基化合物选择性催化加氢合成式(II)所示的氯代芳胺化合物的反应中的应用；

式(Ⅰ)或式(Ⅱ)中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅中至少一个为Cl，其余各自独立为H、CH₃、CH₂CH₃、NO₂、NH₂、OCH₃、OCH₂CH₃、C₆H₅、COOH或COOCH₃。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于：所述催化剂的应用方法为：

将催化剂、式(I)所示的芳香氯代硝基化合物投入高压加氢反应釜内，密闭反应釜，用氮气置换空气，再用氢气置换氮气，然后升温至20～150℃，确保釜内物料呈熔融或溶液状态，充氢气至釜内压力为0.1～3.5MPa，开启搅拌启动反应，当釜内压力不再下降，继续恒温恒压搅拌一段时间，停止搅拌，降温至室温，开釜取出加氢液，加氢液经分离后处理得到式(II)所示的氯代芳胺化合物。