[发明专利]一种掺磷炭负载的过渡金属催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种掺磷炭负载的过渡金属催化剂及其制备方法和应用，它将过渡金属的盐溶液溶解到蒸馏水中，配成过渡金属分散液；将植酸溶液置于微波炉中焙烧，得到催化剂载体掺磷炭P/C；将配好的过渡金属分散液浸渍到载体P/C上，浸渍完成后，将催化剂置于烘箱中，烘至干燥，得到催化剂前驱体。将催化剂前驱体置于管式炉中，在H₂气氛下煅烧还原，然后降温至钝化温度，通入含低浓度氧气的惰性气体进行煅烧钝化，制得掺磷炭负载的M‑P/C催化剂。在本发明中，植酸本身含有P元素，同时可快速吸收微波，制得掺磷炭载体。钝化后会形成一层致密的氧化膜，将催化剂包裹在其中，防止催化剂被氧化。

技术领域

本发明涉及一种掺磷炭负载的过渡金属催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

加氢脱氯技术，指的是在相关催化剂的催化作用下，有机氯化物选择性地进行一系列的反应，脱除氯原子，同时引人氢原子，以此消除含氯有机物对环境的破坏作用等，并能得到高附加值的产品，是处理含氯有机物最经济节

能绿色健康最有前景的方[Journal of Chemical Technology Biotechnology， 2015， 74(1):60-70]。

工业上CFCs.、HCFCs、HFCs产品产量大，在氟化工产业中占有较大的比重，而这些产品的合成广泛采用氯化氟化工艺，因此这些产品生产过程中产生的副产物CFCs和HCFCs的数量也不可小视。催化加氢脱氯技术可以实现变废为宝，将这些无利用价值的副产物转化为重要的含氟聚合物单体和含氟精细化工品等物质，创造二次价值[ChemicalEngineering Journal， 2010， 163(3):212-218]。因此，研究加氢脱氯技术工艺，不仅可以解决含氯有机物的破坏危害问题，还会给含氟化工品的生产带来可观的经济效益网。

加氢过程通常采用铂、钯、钌等贵金属作为催化剂，其催化活性高。但由于贵金属资源稀少、成本昂贵、耐硫性差，因此需要寻找合适的催化剂来代替贵金属催化剂，以此来降低成本[Catalysis Letters， 2003， 88(1-2):89-94]。在此基础上，人们研究改良了非贵金属催化剂。非贵金属主要指的是过渡金属Ni、Mo、Co、W等(尤其是Ni)。这些物质作为加氢脱氯技术的相关催化剂时，改良了贵金属耐硫性差的不足之处，加氢活性也有所提高，因此在工业生产上使用越来越多[Applied Catalysis B Environmental， 2007， 77(1):110-116]。尤其是Ni催化剂，具有成本低廉、效率较高、性能良好的优点。已有研究表明，负载型Ni基催化剂是一类新型的烷烃异构化催化剂，其在一些催化加氢脱氯反应中表现了突出的优势:活性高.效率高(如在氯苯类化合物以及氯酚类等的反应中)[PhysicalChemistry Chemical Physics， 2003， 5(9):1924-1931]。本发明以掺磷炭为载体，将不同的过渡金属浸渍到掺磷炭上，得到了一系列掺磷炭负载的过渡金属催化剂。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种掺磷炭负载的过渡金属催化剂及其制备方法和应用。

所述的一种掺磷炭负载的过渡金属催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将过渡金属单质或过渡金属化合物溶解到蒸馏水中，配制形成过渡金属分散液；

2）将植酸溶液置于微波炉中焙烧，在微波的作用下炉内温度迅速上升，植酸溶液发生反应迅速膨胀，产生明火并放出大量白烟，生成掺磷炭载体P/C并收集；

3)将步骤1）中得到的过渡金属分散液浸渍到掺磷炭载体P/C中浸渍，浸渍完成后置于80~120℃烘箱中烘干，得到催化剂前驱体；

4）将步骤3）所得的催化剂前驱体置于管式炉中，在氢气气氛下以5℃/min升温至500~1000℃进行煅烧还原，还原结束后降温至钝化温度，通入含低浓度氧气的惰性气体进行煅烧钝化，得到掺磷炭负载的过渡金属催化剂。