[发明专利]氮化硼负载金属钌催化剂、制备方法及在制亚胺中的应用

说明书

本申请公开了一种氮化硼负载金属钌催化剂、制备方法及在制亚胺中的应用。所述氮化硼为二维层状结构，所述金属钌负载在所述氮化硼的二维平面上。该催化剂循环使用六次后仍能保持较高催化活性，产物的GC收率均保持在95％以上。

技术领域

本申请涉及一种氮化硼负载金属钌催化剂及其制备方法与在醛还原胺化制亚胺中的应用，属于化工合成技术领域。

背景技术

与传统的氧化物不同，氮化硼是由硼和氮元素构成六方结构的非氧化物化合物。氮化硼具有出色的理化特性，例如无毒，化学和热稳定性(Nano Lett.2013,13,550–554)。此外，作为结构类似于石墨的层状二维材料，氮化硼可以提供一个二维平台来支撑金属纳米颗粒，并为纳米颗粒表面提供高活性位，从而改善催化剂催化性能。金属钌对许多反应都显示出非常独特的催化活性。例如，它在加氢反应、有机污染物的去除和低芳烃含量的柴油燃料的合成中起主要催化剂的作用(Mater.Chem.Phys.2008,108,369-374)。使用金属钌催化剂加氢是化学工业中最重要的工艺之一。

传统负载型催化剂可以通过载体和载体金属相之间的协同作用来调节催化性能，在载体上具有不同理化性质的不同表面经常导致金属-载体界面的分布和反应性均不均匀，从而对所得催化选择性的控制有一定的挑战。

目前，通常通过等体积浸渍法制备氮化硼负载金属催化剂。该方法制得的催化剂中，金属主要集中在氮化硼的二维结构的侧面，在醛还原胺化制亚胺中的稳定性和选择性均不佳。

发明内容

根据本申请的第一个方面，提供了一种氮化硼负载金属钌催化剂，所述氮化硼为二维层状结构的六方氮化硼，所述金属钌负载在所述氮化硼的二维平面上，该催化剂循环使用六次后仍能保持较高催化活性，产物的GC(气相色谱)收率均保持在95％以上。

可选地，所述金属钌在所述催化剂中的负载量为0.1～10％，其中，金属钌以钌元素质量计，催化剂以催化剂自身的质量计。

本申请的第二方面，提供了一种上述催化剂的制备方法，至少包括以下步骤：

向含有钌源、氮化硼、络合剂的水分散液中加入还原剂进行反应，得到氮化硼负载金属钌催化剂。

可选地，所述钌源为金属钌的卤化物或氯钌酸盐；

可选地，所述金属钌的卤化物选自三氯化钌、碘化钌中的至少一种；

可选地，所述氯钌酸盐选自氯钌酸铵、氯钌酸钾中的至少一种。

可选地，所述络合剂为至少含有两个有效官能团的化合物，所述有效官能团为胺基、羟基、羧基中的至少一种；

可选地，所述至少含有两个有效官能团的化合物选自乙二醇、乙二胺、乙醇胺、丁二胺、脯氨酸、赖氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、精氨酸、组氨酸、酪氨酸中的至少一种。优选地，所述至少含有两个有效官能团的化合物选自乙醇胺、脯氨酸、赖氨酸、组氨酸、酪氨酸，最优选脯氨酸、赖氨酸中的至少一种。

可选地，所述还原剂选自硼氢化钠、硼氢化钾、甲醛中的至少一种。

可选地，所述钌源的质量为所述氮化硼质量的0.1～10％，其中，所述钌源的质量以钌元素的质量计，所述氮化硼的质量以自身质量计。

优选地，所述钌源的质量为所述氮化硼质量的0.5～8％。

更优选地，所述钌源的质量为所述氮化硼质量的1～5％。

可选地，所述钌源的质量为所述氮化硼质量的百分比上限选自0.5wt％、0.8wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％；下限选自0.1wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％或9wt％。