[发明专利]一种金属-磷-碳多级孔催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种金属‑磷‑碳多级孔催化剂及其制备方法与应用。所述制备方法包括：使包含碳源、模板剂、磷源、金属前驱体和溶剂的均匀混合体系于80‑200℃进行碳化1‑12h，之后在保护性气氛下于200‑1200℃煅烧5‑24h，最后除去模板剂即获得金属‑磷‑碳多级孔催化剂。本发明制备催化剂的方法，成本低、操作方法简易且普适性好；同时本发明提供了一种低成本且具有广发加氢能力的催化剂，其可以对多种有机化合物的不饱和键实现全加氢和选择性加氢，适用于进行工业化生产。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种金属-磷-碳多级孔催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

多级孔碳材料具有高比表面积、高孔隙率、可调控的孔径和表面性能、优良的化学稳定性和独特电子传导性质，是现代工业中十分重要且不可缺少的材料，在催化、超级电容器、生物医学、气体分离和水的净化等领域有广泛应用。

近年来，随着新技术的快速发展，多级孔碳材料在燃料电池、超级电容器、传感器和纳米生物反应器等众多新领域的应用研究中都表现出了非常优异的性能。与此同时，为了追求更高和更优异的性能，对碳材料的自身结构和其物理化学性质也提出了更高的要求，如表面官能团的种类、数量以及材料的孔道结构和比表面积等。

由于多级孔碳材料自身的化学稳定性高、表面惰性(反应活性低)，因此，对其进行功能化十分困难。根据文献报道，对于多孔碳材料的功能化主要分为表面改性和复合碳材料的制备。目前，较为有效的办法是采用强氧化性的酸或强碱对碳材料进行刻蚀，从而增加达到对其表面功能化和改善孔结构及增大比表面积的目的。但是该方法不易于控制表面官能团的种类、数量、分布情况，同时还会造成结构的破坏和坍塌，因此需要严格控制酸碱的浓度、用量以及处理时间等。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种金属-磷-碳多级孔催化剂及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种金属-磷-碳多级孔催化剂的制备方法，其包括：

使包含碳源、模板剂、磷源、金属前驱体和溶剂的均匀混合体系于80-200℃进行碳化1-12h，之后在保护性气氛下于200-1200℃煅烧5-24h，最后除去模板剂，获得金属-磷-碳多级孔催化剂。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的金属-磷-碳多级孔催化剂。

本发明实施例还提供了一种金属-磷-碳多级孔催化剂，其包括多级孔碳载体和催化活性组分，所述催化活性组分分布于所述多级孔碳载体上，所述催化活性组分包括加氢金属和协同催化组分；所述金属-磷-碳多级孔催化剂具有复数个孔道结构，所述孔道结构包括孔径分别为50-60nm的大孔、10-20nm的介孔以及小于1nm的微孔结构，所述孔道之间相互串联，比表面积500-1500m²/g。

本发明实施例还提供了前述金属-磷-碳多级孔催化剂于加氢反应中的应用。

本发明实施例还提供了一种氢化不饱和化合物的方法，其包括：

提供前述的金属-磷-碳多级孔催化剂；

在还原性气氛中，将不饱和化合物溶液连续输入设置有所述金属-磷-碳多级孔催化剂的连续管式反应器中，或者将不饱和化合物、所述金属-磷-碳多级孔催化剂和溶剂加入间歇式反应釜中反应制得不饱和化合物的加氢产物。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明制备催化剂的方法，成本低、操作方法简易且普适性好；同时本发明提供了一种低成本且具有广发加氢能力的催化剂，其可以对多种有机化合物的不饱和键实现全加氢和选择性加氢，适用于进行工业化生产。

附图说明