[发明专利]一种催化剂及其制备方法和其应用

说明书

本发明公开一种金属钯负载于多孔碳载体上形成的不饱和烃类的选择性还原催化剂及其制备方法和其应用。本发明的催化剂是呈珊瑚状立体多孔氮掺杂碳作为载体上负载钯。本发明催化剂的制备方法是用谷氨酸钠和钠盐煅烧得到碳载体，然后在其上浸渍钯溶液，再在氢气保护下进行煅烧处理得到催化剂。本发明的催化剂可用于苯乙炔加氢催化制备苯乙烯。本发明的催化剂具有较高的催化活性，用于苯乙炔加氢催化制备苯乙烯时其转化率和选择性均可大于90％。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，特别是一种金属钯负载于多孔碳载体上形成的不饱和烃类的选择性还原催化剂及其制备方法和其应用。

背景技术

不饱和烃类的选择性还原在工业上有着非常广泛的应用同时也有着巨大的挑战。工业上，聚苯乙烯生产的原料苯乙烯中一般都会含有少量的苯乙炔，而苯乙炔的存在非常容易造成聚苯乙烯催化剂的中毒。将苯乙炔通过催化剂选择性的还原为苯乙烯是认为一种非常良好的除去苯乙炔的方法，因为该法不但能除去苯乙炔，而且产物正好是生产所需聚苯乙烯的原料。但是该种方法巨大的挑战是使催化剂能够高选择性的对苯乙炔加氢，一般来说，催化剂的活性太高容易导致过渡还原生成乙苯，催化剂活性太低，又不能对苯乙炔实现还原。^[1]贵金属钯在加氢反应中表现出非常良好的活性，但是由于其活性太高，容易造成对炔的过渡加氢，因此寻求一种对钯进行改性的方法从而使其能够很好的选择性还原炔仍然是研究必要，参见R.S.Shamsiev F O D,and V.R.Flid.Quantum chemical analysis ofmechanisms of phenylacetylene and styrene hydrogenation to ethylbenzene onthe Pd{111}surface[J].Russian Chemical Bulletin,International Edition,2018,67(419-424.。

目前文献报道的关于选择还原炔的催化剂的活性中心主要为贵金属，如钯、铂、钌和金；同时也少量以非贵金属钴为活性中心的报道；还有文献报道通过过渡金属(锌、金、铜、银)修饰钯从而达到提高催化剂的选择性。参见：Kittisakmontree P,Pongthawornsakun B,Yoshida H,et al.The liquid-phase hydrogenation of 1-heptyne over Pd–Au/TiO 2 catalysts prepared by the combination of incipientwetness impregnation and deposition–precipitation[J].J Catal,2013,297(155-164.；Kruppe C M,Krooswyk J D,Trenary M.Selective Hydrogenation of Acetyleneto Ethylene in the Presence of a Carbonaceous Surface Layer on a Pd/Cu(111)Single-Atom Alloy[J].ACS Catal,2017,7(12):8042-8049.：Zhou H,Yang X,Li L,etal.PdZn Intermetallic Nanostructure with Pd–Zn–Pd Ensembles for Highly Activeand Chemoselective Semi-Hydrogenation of Acetylene[J].ACS Catal,2016,6(2):1054-1061.；Pei G X,Liu X Y,Wang A,et al.Ag Alloyed Pd Single-Atom Catalystsfor Efficient Selective Hydrogenation of Acetylene to Ethylene in ExcessEthylene[J].ACS Catal,2015,5(6):3717-3725.。然而，在常温常压条件催化选择性还原炔的研究相对较少。

发明内容