[发明专利]不饱和酮选择性加氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种一种不饱和酮选择性加氢催化剂，以高分散金属氧化物复合的氮掺杂多孔炭材料为载体，贵金属粒子附着于所述氮掺杂多孔炭材料上，贵金属粒子为氮掺杂多孔炭材料的质量含量的0.1％～20％。还公开了这种催化剂的制备方法和应用。该催化剂中金属氧化物在氮掺杂多孔炭材料中分布均匀，结合紧密，纳米贵金属颗粒高度分散，实验方法简单，并且原料来源非常广泛、可持续性强，可实现规模化生产。该催化剂在维生素产业链中关键中间体碳碳双键的选择性加氢反应表现出优异的催化活性及稳定性。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体是涉及一种不饱和酮选择性加氢催化剂及其制备方法和在维生素产业链中关键中间体碳碳双键选择性加氢反应方面的应用。

背景技术

生活中用到的各类化学品超过80％是通过特定的催化过程生产获取的。催化过程的核心是催化剂。而多相催化剂因其操作简便等特点而受到广泛关注。作为多相催化剂的重要代表，负载型金属纳米催化剂的应用范围非常广。将活性位金属分散在某一载体上能够使其在达到相同催化效果的前提下大大减少金属的用量。而炭材料具有高导热导电性能和化学稳定性，是一种理想的催化剂载体。

相比于普通的炭材料，近年来发展迅速的氮掺杂炭材料则有着一些独特的优势，比如氮掺杂改变了炭材料的局域电子结构，有利于纳米贵金属颗粒的分散、通过氮和金属之间的相互作用提高催化剂的活性及稳定性等。而金属氧化物作为催化剂载体也具有其明显的优势，如热稳定性好，与贵金属纳米颗粒作用力强等，此外利用金属氧化物的氧空位能够实现纳米贵金属的高度分散。因此，如何结合两种载体的优势制备高活性、高稳定性、高选择性的负载型贵金属纳米催化剂是目前所面临的挑战之一。

科学家们通常采用水热法将金属氧化物与炭材料进行复合或者单纯与炭材料进行简单混合煅烧。但是这些方法所得到的复合材料往往分布不均匀，金属氧化物和炭材料易分相。申请公布号为CN106732742A的专利申请公开了一种负载型钯催化剂在选择性加氢反应中的应用，所述负载型钯催化剂是以Pd作为活性组分，以介孔分子筛MCM-41作为载体，且活性组分Pd的纳米颗粒分散于所述载体的表面和/或孔口。申请公布号为 CN103100384A的专利申请公开了一种加氢催化剂的制备方法。该加氢催化剂以活性炭为载体，活性金属组分为钯，催化剂中钯的含量为0.1wt％～ 0.7wt％，采用浸渍法制备，其中含钯的浸渍液的制备过程是将乙酰丙酮钯溶于有机溶剂中，并用低碳有机羧酸调节浸渍液pH值。这两篇专利申请公布的加氢催化剂的催化稳定性欠佳。

因此，在催化剂的制备领域，寻找一种简单有效的方法将金属氧化物高度分散于氮掺杂的多孔炭材料中，并以此复合材料作为新型载体，充分利用金属氧化物和氮掺杂多孔炭材料的优势，制备得到高性能的负载型贵金属催化剂是一个非常有意义的挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种不饱和酮选择性加氢催化剂及其制备方法和应用。该不饱和酮选择性加氢催化剂中的贵金属在该催化剂中的分散性高达75％以上，使得该不饱和酮选择性加氢催化剂具有优异的催化性能和稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，一种不饱和酮选择性加氢催化剂，以高分散金属氧化物复合的氮掺杂多孔炭材料为载体，贵金属粒子附着于所述氮掺杂多孔炭材料上，贵金属粒子为氮掺杂多孔炭材料的质量含量的0.1％～20％。

本发明中，在高分散金属氧化物复合的氮掺杂多孔炭材料中，金属氧化物呈纳米颗粒状高度分散，且与炭材料结合紧密。利用其作为载体，在其上附着贵金属粒子形成负载型贵金属催化剂。该催化剂因炭材料的多孔结构有着较大的比表面积，和贵金属粒子与金属氧化物之间存在较强的相互作用，使得贵金属粒子高度分散于载体上，分散度高达75％以上。贵金属粒子在载体上的高分散性和金属氧化物的高分散对贵金属粒子的团聚形成的有效阻止，使得该不饱和酮选择性加氢催化剂具有优异的催化性能和稳定性。

优选地，所述高分散金属氧化物复合的氮掺杂多孔炭材料通过以下方法制备得到：