[发明专利]以Al2O3和C为载体负载纳米Ni-B型催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体涉及一种以Al₂O₃和C为载体负载纳米Ni-B型催化剂及其制备方法。该催化剂用于氯苯的催化加氢。

技术背景

1865年，苯成为一种工业产品。最初是从煤焦油中回收。随着它的用途的扩大，产量不断上升，到1930年已经成为世界十大吨位产品之一。苯也是一种石油化工基本原料。1950年代后，随着工业上，尤其是日益发展的塑料工业对苯的需求增多，使得苯的产量和生产的技术水平看成是一个国家石油化工发展水平的标志之一。催化加氢脱氯是目前石油化工方面研究的重点，催化加氢脱氯可以使重度污染环境的含氯化合物转化为有商用价值的产品，而氯苯这种对环境有着极大危害的化合物通过催化加氢脱氯能有效的转化为苯这种有价值的石油化工原料。

研究表明，为了提高氯苯的产率，许多负载型金属催化剂被用来进行催化加氢，它们能够很好的把氯苯转化成苯。例如，Zhijie Wu等研究发现利用贵金属Pd能够使氯苯的转化率达到95％[Zhijie Wu，et al.J Catal，2008，256，323]。但是由于贵金属Pd的成本比较高，很难应用于工业生产。因此制备价格低廉的高分散纳米催化剂是目前一个重要的研究方向。众所周知，镍作为重要的金属材料，在磁记录、催化、传感、生物医疗等领域有广泛的应用，发展制备金属镍纳米颗粒的新方法具有重要的意义。目前文献报导的制备负载金属镍的方法主要有：以金属盐为原料或金属有机化合物为原料，经热分解和还原过程得到。这种方法通常是先将金属盐溶液在无机载体材料表面浸渍、沉积，然后经干燥、热分解、晶化等多个步骤来得到金属颗粒。制备过程比较复杂，制得的金属颗粒在载体上分布不均匀，颗粒间易产生团聚。

助催化组分可以在很大程度上影响催化剂的性能，修饰载体的体相或表面结构，改变活性组分在催化剂中的分布，改变活性相的分散度或组织结构，改变活性相的化学和催化性能等。据文献报道Zhe He等发现B的引入明显了改善促进了铜基催化剂的催化性能[Zhe He et al.J Catal，2011，277，54]。文中非金属助剂硼在催化剂加氢反应的促进作用主要归因于：1、改善催化剂活性中心的分散度；2、与活性中心的电子转移更加利于催化反应的进行；3、B的引入使催化剂表面形成大量溢流氢。

层状双金属氢氧化物(LDHs)是一类结构高度有序的层状阴离子材料，是近年来发展迅速的新型材料[Lu Zou et al.Chem.Mater，2007，19，6518]。LDHs化学组成式为[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂](A^n-_x/n)·mH₂O，其中M²⁺和M³⁺分别代表二价和三价金属阳离子，A^n-代表阴离子。其结构类似于水镁石的正八面体结构，层板带正电荷，层间有可交换的阴离子与层板上的正电荷平衡，使得LDHs的整体结构呈电中性。LDHs具有独特的层状结构，层板、组成及层间阴离子和孔结构的可调变性，以及酸性和碱性特征。更重要的是，LDHs通过焙烧和还原可以形成一类高分散负载型金属催化剂。因此，它在催化、吸附、医药等方面展示了广阔的应用前景。基于层状双金属氢氧化物特殊的结构和催化性能，对于新型类层状双金属氢氧化物的合成研究是很有必要的。

综上所述，有必要开发新的镍型催化剂及其制备技术以改善现有镍基催化剂存在的问题，所以我们考虑加入硼这种良好的助催化剂。在NiAl-LDHs层间引入硼酸根离子，以这种超分子插层结构前体最终制备高分散、尺寸均匀、稳定性好的以Al₂O₃和C为载体负载纳米Ni-B型催化剂。

发明内容

本发明目的是提供一种以Al₂O₃和C为载体负载纳米Ni-B型催化剂及其制备方法，该催化剂主要用于氯苯的催化加氢脱氯。