[发明专利]一种多孔碳及其在制备金属负载型催化剂中的应用

说明书

本发明涉及一种多孔碳及其在制备金属负载型催化剂中的应用，所述多孔碳的制备方法包括如下步骤：将干燥的银杏叶置于管式炉中，在氨气存在下，升温至800℃，保温2小时后，降至室温即得所述多孔碳。所述升温速率优选10℃/min，降温速率优选10℃/min。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种多孔碳及其在制备金属负载型催化剂中的应用。

背景技术

苯环催化加氢反应是工业生产化工、医药中间体的重要反应，例如苯甲酸的苯环加氢产物环己烷甲酸是合成吡喹酮、己内酰胺、安三烯菌素的重要中间体。然而，由于苯环的大π键具有高度稳定性，因此氢化反应需在高温高压、金属催化剂存在的条件下进行，这种苛刻的反应条件极大地限制了其应用，同时造成高能耗与环境污染。本发明提供一种新型多孔碳，并利用该多孔碳负载Ni/Zn得到一种Ni/Zn多孔碳负载型催化剂，该催化剂可以在不使用有机溶剂、常压条件下将苯甲酸转化为环己烷甲酸。

发明内容

本发明提供一种多孔碳，其特征在于所述多孔碳的制备方法包括如下步骤：

将干燥的银杏叶置于管式炉中，在氨气存在下，升温至800℃，保温2小时后，降至室温即得所述多孔碳。所述升温速率优选10℃/min，降温速率优选10℃/min。

本发明的另一实施方案提供一种多孔碳的制备方法包括如下步骤：

将干燥的银杏叶置于管式炉中，在氨气存在下，升温至800℃，保温2小时后，降至室温即得所述多孔碳。所述升温速率优选10℃/min，降温速率优选10℃/min。

本发明的另一实施方案提供上述多孔碳在制备Ni/Zn多孔碳负载型催化剂中的应用。其特征在于包括如下步骤：将上述多孔碳加入去离子水，超声分散5min后，加入硝酸镍溶液、硝酸锌溶液，继续超声10min，加入硼氢化钠溶液，继续超声20min后，过滤、沉淀用水洗涤、真空干燥即得所述Ni/Zn多孔碳负载型催化剂。硝酸镍溶液中Ni的浓度为5mg/mL，硝酸锌溶液中Zn的浓度为5mg/mL，硼氢化钠溶液的浓度为2mg/mL，每克多孔碳使用硝酸镍溶液2mL、硝酸锌溶液2mL、硼氢化钠溶液25mL。去离子水的用量以能充分分散多孔碳为宜，优选多孔碳与去离子水的质量比为1:25-30；洗涤沉淀时使用的水优选去离子水或重蒸水；超声频率为20-30KHz。

本发明的另一实施方案提供上述Ni/Zn多孔碳负载型催化剂在催化芳环加氢中的应用。尤其是在催化苯及苯衍生物加氢中的应用。优选催化苯甲酸加氢转化为环己烷甲酸中的应用。

本发明的另一实施方案提供一种由苯甲酸制备环己烷甲酸的方法，其特征在于包括如下步骤：

将苯甲酸、Ni/Zn多孔碳负载型催化剂加入去离子水中，超声分散均匀后，常压下，通入氢气、并升温至80℃-90℃，反应12-16小时后，即可得到环己烷甲酸。

每毫摩尔苯甲酸使用Ni/Zn多孔碳负载型催化剂100mg，使用去离子水60mL。

本发明所述的硼氢化钠溶液为现用现配的硼氢化钠水溶液。

与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明以银杏叶为原料制备得到多孔碳；(2)本发明多孔碳负载Ni/Zn得到新型Ni/Zn多孔碳负载型催化剂，该催化剂可以在不使用有机溶剂、常压下，还原苯环氢，避免了高能耗与环境污染，绿色环保。

附图说明

图1是本发明实施例1制备多孔碳的电子扫描显微镜图，A：侧面，B：横切面；

图2是本发明实施例1制备多孔碳的氮气吸脱附曲线表征图。

具体实施方式