[发明专利]一种碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂，其特征在于所述催化剂的制备方法包括以下步骤：

1）在室温下将活性炭粉末均匀分散在水中，所得的悬浮液中加入Ru前驱体，搅拌，使得Ru前驱体充分地吸附在活性炭的表面，得到悬浮液A；所述活性炭粉末与Ru前驱体的质量比为20~60 : 1；

2）将步骤1）所得悬浮液A进行蒸发除去水分，得到固体粉末；

3）将步骤2）所得固体粉末与次磷酸钠混合并充分研磨，所得混合粉末转移至管式炉中于惰性气氛下进行高温煅烧，使负载在活性炭上的Ru前驱体与次磷酸钠在高温下反应转化为磷化二钌活性成分，煅烧后的固体产物用去离子水洗涤后，干燥，即得所述碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂，富有高价态Ru(Ⅰ)和Ru(Ⅱ)的活性物种，在磷的作用下，磷化二钌中的钌组分会显示相对零价的高价态；步骤3）中，惰性气氛的气体为氮气；高温煅烧的温度为400-700 ℃，高温煅烧的时间为3-7 h；

所述的碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂应用在催化喹啉加氢反应中，或者应用在催化四氢喹啉脱氢反应中。

2.如权利要求1所述的一种碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂，其特征在于步骤1）中，Ru前驱体为三氯化钌、三(乙酰丙酮酸)钌(III)或醋酸钌(III)。

3.如权利要求2所述的一种碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂，其特征在于Ru前驱体为三氯化钌。

4.如权利要求1所述的一种碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂，其特征在于步骤2）中，悬浮液A进行蒸发的温度为75-90 ℃。

5.如权利要求1所述的一种碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂，其特征在于所述的碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂应用在催化喹啉加氢反应中，应用方法为：将所述碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂加入高压反应器中，并向高压反应器中投入喹啉与溶剂，用H₂将高压反应器内的空气置换排尽后，向高压反应器内充入一定压力的H₂，加热搅拌反应数小时，反应结束后将反应液过滤，滤液浓缩除去溶剂即得喹啉加氢反应产物。

6.如权利要求5所述的一种碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂，其特征在于所述的碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂应用在催化喹啉加氢反应中，所述碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂与喹啉的质量比为1 : 4~7；所述溶剂为乙醇或水，溶剂用量为喹啉质量的5-8倍。

7.如权利要求6所述的一种碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂，其特征在于所述的碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂应用在催化喹啉加氢反应中，所述碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂与喹啉的质量比为1 : 5。

8.如权利要求5所述的一种碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂，其特征在于所述的碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂应用在催化喹啉加氢反应中，进行热搅拌反应时，高压反应器内充入的H₂压力为0.3-1Mpa，加热反应温度为50-80℃，加热反应时间为3-10h，搅拌速度为800-1200 rpm。

9.如权利要求1所述的一种碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂，其特征在于所述的碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂应用在催化四氢喹啉脱氢反应中，将所述碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂加入高压反应器中，并向高压反应器中投入四氢喹啉与溶剂，用N₂将高压反应器内的空气置换排尽并使N₂充满高压反应器的内部空间后，加热搅拌反应，反应结束后将反应液过滤，滤液浓缩除去溶剂即得四氢喹啉脱氢反应产物。

10.如权利要求9所述的一种碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂，其特征在于所述碳负载磷化二钌纳米团簇双功能催化剂与四氢喹啉的质量比为1 : (1.5-2)；溶剂为苯类溶剂，所述苯类溶剂为对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或均三甲苯；溶剂用量为四氢喹啉质量的10-12倍；反应温度为135-145 ℃，反应时间为20-24 h；搅拌速度为250-450 rpm。