[发明专利]一种负载型镍基纳米催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种负载型镍基纳米催化剂及其制备方法与应用，是采用2,4‑（3,4‑二甲基苄叉）山梨醇凝胶因子和无机镍盐制得无机镍盐凝胶因子水溶液，并将其负载到载体上，即可制备得到负载型镍基纳米催化剂。本发明制备方法简单，制造成本低，对环境友好，所制备得到的负载型镍基纳米催化剂中粒径为1~4 nm的镍粒子均匀分散在载体表面和内部，催化活性高，稳定性强，该催化剂可用于多种不饱和化合物选择性加氢的反应，不饱和化合物转化率高，产物选择性好，具有普遍适用性，在催化领域具有重要的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种负载型催化剂及其制备方法与应用，具体地说是涉及一种负载型镍基纳米催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

喹啉及其衍生物的化学选择性加氢是一种重要的化工反应，其部分氢化产物1,2,3,4-四氢喹啉在精细化学品、农用化学品、药物和其他生物活性分子的生产中起着至关重要的作用。镍基催化剂因活性高、价格低廉而备受人们关注，但其在使用过程中易团聚、烧结而失活。因此，开发高活性高稳定性的镍基催化剂用于喹啉加氢等反应意义重大。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种负载型镍基纳米催化剂，以解决现有负载型镍基催化剂活性组分分布不均匀、易团聚、活性和稳定性待提高的问题。

本发明的目的之二是提供一种负载型镍基纳米催化剂的制备方法。

本发明的目的之三是提供前述负载型镍基纳米催化剂在不饱和化合物选择性加氢反应中的应用。

本发明的目的之一是这样实现的：

一种负载型镍基纳米催化剂，其是采用2,4-（3,4-二甲基苄叉）山梨醇凝胶因子和无机镍盐制得无机镍盐凝胶因子水溶液，并将其负载到载体上，即可制备得到负载型镍基纳米催化剂。

在所述负载型镍基纳米催化剂中，粒径为1~4 nm的镍粒子均匀分散在所述载体表面和内部。

所述无机镍盐选自硝酸镍、氯化镍、醋酸镍中的一种，或至少两种以任意比例混合而得的混合物；优选地，所述无机镍盐为硝酸镍。

所述载体可为现有技术领域中已知的载体，优选二氧化硅、氧化铝、活性炭或介孔分子筛，更优选二氧化硅。

本发明的目的之二是这样实现的：

一种负载型镍基纳米催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（a）制备2,4-（3,4-二甲基苄叉）山梨醇凝胶因子；

（b）制备2,4-（3,4-二甲基苄叉）山梨醇凝胶因子水溶液

量取步骤（a）所制备的2,4-（3,4-二甲基苄叉）山梨醇凝胶因子加入至去离子水中，所述2,4-（3,4-二甲基苄叉）山梨醇凝胶因子与去离子水的质量体积比为0.1g~0.7g/100mL，加热回流，得到凝胶因子水溶液；

（c）制备负载型镍基纳米催化剂

制备无机镍盐凝胶因子水溶液；将载体加入到无机镍盐凝胶因子水溶液中，所述无机镍盐凝胶因子水溶液中的镍离子与所述载体的质量比为5%~20%，蒸干溶液，将所得固体焙烧，之后在还原氛围中还原，即可得到负载型镍基纳米催化剂。

步骤（a）中，可采用现有的方法制备2,4-（3,4-二甲基苄叉）山梨醇凝胶因子，优选地，将山梨醇溶解于去离子水中，向其中加入3,4-二甲基苯甲醛，再加入浓盐酸，进行反应，反应完全后抽滤，将所得滤饼经后处理即可得到山梨醇单缩醛凝胶因子，即2,4-（3,4-二甲基苄叉）山梨醇。

所述后处理包括：将所述抽滤后得到的第一滤饼分别用去离子水、乙酸乙酯洗涤，进行第二次抽滤，再将所得第二滤饼放入碳酸钠水溶液中，回流，热过滤，滤液结晶，进行第三次抽滤，即可得到山梨醇单缩醛凝胶因子。