[发明专利]一种选择性C=O键加氢催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种选择性C＝O键加氢催化剂及其制备方法。本发明所提供的制备方法是：先制备含有可变价金属且厚度可控的LDHs为载体，负载上贵金属活性组分后，在含碳源气氛的诱导下高温处理，使活性贵金属的纳米颗粒崩解，在活性金属表面形成多界面位点，HCO_x与MvO_x形成混合界面包覆在贵金属Mp上，得到选择性高的催化剂HCO_x@M_vO_x/M_p/LDO。该催化剂的结构特征是：Mp负载在LDO载体上，HCO_x与MvO_x形成的混合的界面包覆在贵金属Mp上。该催化剂可应用于多种α、β‑不饱和醛酮加氢反应、蒽醌加氢反应等涉及C＝O、C＝C选择性加氢反应过程中，具有高活性及C＝O键加氢的高选择性，催化性能突出。该催化剂还易于回收和重复利用，具有良好的稳定性。

技术领域

本发明属于石油化工和精细化工领域，具体涉及一种用于选择性C＝O键加氢反应的金属 /复合氧化物催化剂及其制备方法。

背景技术

在加氢过程中，C＝C键比C＝O键在热力学上更加有利，且空间位阻相对较小，这使得 C＝O键选择性加氢较为困难，因此C＝O键的选择性加氢一直都是催化加氢领域的研究重点。 在实际生产中，C＝O键选择性加氢产物通常作为高价值化工产品的基本原料和反应中间体， 在有机合成领域里被广泛应用，如α、β-不饱和醛加氢得到不饱和醇、蒽醌加氢制备双氧水等。

层状双氢氧化物(Layered double Hydroxides，简写LDHs)是一类新型无机功能材料，具 有层板金属高度分散、阳离子可调等特点，这使得LDHs及其通过拓扑转变得到的复合金属氧 化物(LDO)在选择性加氢反应领域中广受关注。Ai在Platinum nanocrystalssupported on CoAl mixed metal oxide nanosheets derived from layered doublehydroxides as catalysts for selective hydrogenation of cinnamaldehyde,Journalof Catalysis.,331(2015)193–202一文中研究发现 CoAl-LDO上均匀分布的Co元素与Pt之间具有较强的相互作用，促进了Pt纳米颗粒的高分散， 同时形成了均匀的PtCo合金结构，实现了加氢活性的提高。对于负载型金属催化剂而言，除 活性金属本身的调控外，金属与载体间的相互作用也逐渐受到人们关注。其中，由于金属- 载体界面位点是配位不饱和的，具有特殊的几何结构和电子结构，因此构筑金属-载体界面结 构实现C＝O键选择性加氢性能提升已经成为该领域研究的热点。文献Sub-Monolayer Control of Mixed-OxideSupport Composition in Catalysts via Atomic Layer Deposition:SelectiveHydrogenation of Cinnamaldehyde Promoted by(SiO₂-ALD)-Pt/Al₂O₃,ACS Catal.,2018,8,8513- 8524中，作者利用原子层沉积(ALD)法将SiO₂逐层沉积到Pt/Al₂O₃催化剂上，构筑了Pt-SiO₂界面位点，改善了Pt颗粒的电子结构，促进C＝O键活化，提高了选择性，虽然该方法大幅改 善了选择性，但由于活性组分被过度包覆，导致催化活性明显下降。

由此我们发现在传统方法构筑界面的过程中，容易造成活性金属颗粒的过度包覆，从而 导致催化剂活性大幅度下降，难以实现界面效应最大化。亟需创制构筑界面结构的新方法， 在提升选择性的同时，实现活性的提升。