[发明专利]一种Pt-Fe纳米催化剂、其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种Pt‑Fe纳米催化剂的制备方法，包括：制备Pt‑Fe纳米线；所述Pt‑Fe纳米线的制备方法包括：将乙酰丙酮铂、氯化十六烷基三甲基铵、二苄醚和油胺混合加热，再与十二羰基三铁的二苄醚溶液混合加热，冷却，分离、洗涤、干燥得到Pt‑Fe纳米线；将Pt‑Fe纳米线、溶剂和活性炭混合，搅拌、离心、洗涤得到负载在活性炭上的Pt‑Fe纳米催化剂。本发明通过反应条件的控制，得到具有丰富高指数面的Pt‑Fe纳米线，并使得尺寸长度较为统一，在对苯乙酮的选择性加氢中，能够选择性的只对苯乙酮的碳氧双键进行加氢，避免对苯环加氢或者过度加氢脱氧，能够得到单一的苯乙醇产物，实现了极高的加氢得到苯乙醇的选择性。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其是涉及一种Pt-Fe纳米催化剂、其制备方法和应用。

背景技术

特殊的不饱和基团的选择性加氢已广泛应用于化学生产，医药合成，农药和染料中。在选择性加氢过程中，底物分子会含有各种不饱和基团，如羰基(C＝O)，芳环，硝基和碳-碳双键(C＝C)。由于所有不饱和基团都有可能被氢化，因此难以提高特定产物的选择性。

一种有效的提高选择性的方法是基于空间效应，使得在催化剂表面上选择性吸附特定的不饱和基团。例如，硫醇处理的Pd纳米片对C≡C基团半氢化为1-苯基-1-丙炔的反应表现出高选择性(97％)。特别地，Pd-硫化物/硫醇盐界面产生空间位阻，其可促进一级加氢反应(C≡C到C＝C)并抑制了二级加氢反应(C＝C到C-C)。在糠醛加氢过程中，选择适当的烷基硫醇可以优化特定位点的效率，这有利于醛加氢途径(C＝O至C-OH)并限制脱羰反应(C＝O至CO)。至于α，β-不饱和醛的半氢化反应，长链胺钝化了Pt3Co合金的表面以避免过度氢化。大多数报道的空间效应是由吸附配体引起的。然而，引入的配体不可避免地占据或钝化活性位，降低了活性金属的利用率，增加了材料消耗，特别是这些选择性加氢催化剂主要是Pt，Pd，Rh等贵金属。

因此，如何诱导在不占据或钝化活性位点的情况下提高选择性的空间效应是至关重要的，并且仍是实际选择性氢化生产的巨大挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种Pt-Fe纳米催化剂的制备方法，本发明制备的Pt-Fe纳米催化剂在苯乙酮加氢反应中催化选择性高，催化活性好。

本发明提供了一种Pt-Fe纳米催化剂的制备方法，包括：

A)制备Pt-Fe纳米线；所述Pt-Fe纳米线的制备方法包括：

将乙酰丙酮铂、氯化十六烷基三甲基铵、二苄醚和油胺混合加热，再与十二羰基三铁的二苄醚溶液混合加热，冷却，分离、洗涤、干燥得到Pt-Fe纳米线；

B)将Pt-Fe纳米线、溶剂和活性炭混合，搅拌、离心、洗涤得到负载在活性炭上的Pt-Fe纳米催化剂。

优选的，所述乙酰丙酮铂、氯化十六烷基三甲基铵、二苄醚和油胺的重量体积比为(8.8～14.8)mg：(188～388mg)：(1.4～1.6)ml：(2.4～2.6)ml。

优选的，所述十二羰基三铁与二苄醚的重量体积比为(4～6)mg：1mL。

优选的，步骤A)所述Pt-Fe纳米线的制备方法包括：

将乙酰丙酮铂、氯化十六烷基三甲基铵、二苄醚和油胺混合油浴170～190℃加热搅拌，再与十二羰基三铁的二苄醚溶液混合以3～6℃/min的加热速率升温至205～225℃加热，保持20～40min，冷却，分离、洗涤、干燥得到Pt-Fe纳米线。

优选的，所述搅拌速率为200～500rpm；所述冷却为在空气中冷却至室温；

所述冷却后加入正己烷和乙醇，7000～9000rpm离心10～15min收集产物，并用己烷-乙醇混合物洗涤2～3次。