[发明专利]一种单原子铑催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种单原子铑基催化剂，其特征在于：

载体为二氧化钛、氧化镁、氧化铈、氧化锰、氧化铁、氧化镍、磷钨酸、磷钼酸、分子筛、氧化铝或氧化硅中的一种或两种以上；金属铑在载体上以原子级别分散，铑含量为催化剂总质量的0.005-2wt％。

2.一种权利要求1所述的单原子铑基催化剂的制备方法，其特征在于：

1)将载体分散在水溶液中充分搅拌得到分散液，浓度为100-0.5g/L，搅拌时间为10-120分钟；

2)向步骤1)得到的分散液中滴加Rh金属前驱体水溶液并充分搅拌使金属前驱体浸渍吸附在载体上；金属前驱体水溶液浓度为1-10^-4mg_Rh/mL，载体与金属前驱体的质量比为20000-50:1，搅拌温度为0-120℃，搅拌时间为5-720分钟，得到催化剂；

3)将步骤2)得到的催化剂在25-100℃干燥1-24小时后，氢气气氛0-200℃下还原10-300分钟。

3.根据权利要求2所述单原子铑基催化剂的制备方法，其特征在于：

所述Rh金属前驱体为氯化铑、硝酸铑、乙酰丙酮铑、三苯基膦氯化铑、三碘化铑或醋酸铑中的一种或两种以上；

所述载体中，二氧化钛的粒子尺寸为10-1000nm，晶型为锐钛矿型、金红石型或板钛矿型中的一种或两种以上。

4.一种权利要求1所述单原子铑基催化剂的应用，其特征在于：所述催化剂在烯烃氢甲酰化反应生成支链醛和烯醛中的应用。

5.根据权利要求4所述的单原子铑基催化剂的应用，其特征在于：

烯烃氢甲酰化反应，采用釜式反应器，将烯烃化合物、单原子铑基催化剂、一氧化碳和氢气加入有机溶剂中，在60-200℃下搅拌2-24小时；催化剂中铑的摩尔量与烯烃化合物摩尔量之比为10^-6-10^-2:1，一氧化碳与氢气总压为0.5MPa-3MPa，一氧化碳与氢气的压力比例为0.5-5：1。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：

烯烃化合物为苯乙烯、对甲基苯乙烯、对氯苯乙烯、丙烯、对甲氧基苯乙烯、对氨基苯乙烯、对硝基苯乙烯或己烯中的一种或两种以上，优选苯乙烯、对氯苯乙烯或丙烯中的一种或两种以上；反应体系中烯烃化合物的质量浓度为1-15％，优选质量浓度为5-10％；

有机溶剂为甲苯、异丙醇或二氧六环中的一种或两种以上。