[发明专利]一种加氢和脱氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种加氢和脱氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1：以三(4‑溴苯基)三嗪为原料，通过胺化反应，使其中一个溴苯基转为苯胺基团；S2：在光促进下，利用一氧化碳和甲醇为原料，进行催化反应，使剩余两个溴苯基转换成苯甲酸甲酯基团；S3：依次进行皂化和酸化反应，使苯甲酸甲酯基团转换成苯甲酸基团；S4：加入2,5‑二羟基苯甲醛，使苯甲醛官能团与胺基反应最终生成带有席夫碱官能团的有机配体；S5：依次加入活性纳米颗粒和金属盐，反应后得到以活性纳米颗粒为活性中心，金属有机框架为载体的催化剂。本发明的催化剂，适用于有机液相储氢材料的加氢和脱氢反应过程，具有储氢能量密度高，脱氢温度低，脱氢速度快的优点。

技术领域

本发明涉及加氢催化剂的技术领域，尤其涉及一种适用于有机液相储氢材料加氢和脱氢的催化剂及其制备方法。

背景技术

随着工业的发展和人们物质生活水平的提高，能源的需求也与日俱增。由于近几十年来使用的能源主要来自化石燃料(如煤、石油和天然气等)，而其使用不可避免地污染环境，再加上其储量有限，所以寻找可再生的绿色能源迫在眉睫。氢气是一种清洁、高效的能量，被视为最具发展潜力的清洁能源，其存储和运输是影响氢能大规模应用的关键问题。常用的储氢方法有高压气态储氢、液化储氢、金属合金储氢和有机液体氢化物储氢等，但是作为新型的有机液相储氢材料，其能量密度高且安全性好，被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式，具有广阔的市场应用前景，但该材料任存在许多不易克服的缺点。

发明内容

鉴于以上现有技术的不足之处，本发明提供一种适用于有机液相储氢材料加氢和脱氢的催化剂及其制备方法，该催化剂在常温高压下具有储氢能量密度高，脱氢温度低，脱氢速度快的优点，可满足有机液相储氢材料的广泛应用。

本发明还提供一种乙酸乙酯加氢制备乙醇用催化剂的应用，以使乙酸乙酯加氢制备乙醇的工艺过程中，最大程度地发挥催化剂的催化效率，提高乙酸乙酯的转化率和乙醇的选择性。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种加氢和脱氢催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤S1：将化学式I所示三嗪化合物和氨水在N,N-二甲基甲酰胺和氧化亚铜的存在下进行胺化反应，得到化学式II所示三嗪化合物；

化学式I中，R1、R2和R3独自选自H、甲基、乙基或甲氧基；

步骤S2：将步骤S1得到的化学式II所示三嗪化合物加入添加有氯化铂和甲醇钠的甲醇溶液中，搅拌混合均匀后，通入0.2～1MPa的一氧化碳，用300～800W高压汞灯照射反应液1～7h，反应温度为20～60℃，得到如化学式III所示三嗪化合物；

步骤S3：将步骤S2得到的化学式III所示三嗪化合物先加入到由氢氧化钾、甲醇和四氢呋喃的混合溶液A中,室温下反应12h，再加入三氟乙酸的四氢呋喃溶液，继续反应2h，得到如化学式IV所示三嗪化合物；

步骤S4：将步骤S3得到的化学式IV所示三嗪化合物加入由甲醇、二甲基亚砜和2,5-二羟基苯甲醛组成的混合溶液B中，继续反应6h，得到如化学式V所示的有机配体；

步骤S5：按重量份计，称取20～50份化学式V所示的有机配体溶解在100份DMF中，加入1～5份活性纳米颗粒分散液，搅拌分散均匀；然后按金属盐与化学式V所示的有机配体摩尔比为1：2～2.5加入金属盐，继续混合均匀后，放入70～130℃的烘箱中反应15～24h，冷却分离，并用丙酮交换1～3天，每天2次，再在80～120℃的烘箱中恒温干燥，冷却后得到以活性纳米颗粒为活性中心，金属有机框架Co/Pt-MOFs作为载体的加氢和脱氢催化剂。