[发明专利]一种双组份杂化颗粒负载的催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双组份杂化颗粒负载的催化剂，该催化剂包括双分区杂化颗粒基底和催化剂本体，其中，催化剂本体负载在双分区杂化颗粒基底上，所述双分区杂化颗粒基底包括响应性聚合物组份和杂化组份；该催化剂的制备方法包括：将双分区杂化颗粒基底加入溶剂中进行分散，然后加入金属盐溶液，进行搅拌或超声，加入还原剂或沉淀剂，进行搅拌或超声，任选静置，然后过滤或离心，收集颗粒，洗涤，得到双组份杂化颗粒负载的催化剂。所述双组份杂化颗粒负载的催化剂具有高效的催化活性，并且针对周围不同的环境具有开关催化功能，其制备过程易控制，适用于不同规模的所述催化剂的制备，尤其适用于大批量生产。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种负载型催化剂，尤其涉及一种双组份杂化颗粒负载的催化剂及其制备方法。

背景技术

催化剂可以改变化学反应速率，自身的重量和性质却未发生变化，在约90％以上的工业生产中都会使用催化剂。单独存在的高度分散的催化剂活性组分，受降低表面自由能的热力学趋势的推动，存在强烈的聚集倾向，很容易因温度的升高而发生烧结，使活性迅速降低。但是，若将催化剂负载到一定的载体上，会提高活性组分产生烧结的温度，从而提高催化剂的热稳定性。

当前催化剂大部分负载在无机载体上，例如氧化铝、硅胶、活性炭和硅藻土，其中，无机载体与催化剂较易结合，但是，无机物载体存在表面积低、活性受到限制等制约因素。

也有报道将催化剂负载在聚合物上，例如聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮，尤其是具有环境响应性的聚合物一直备受关注，但是无机物在聚合物上的负载往往存在不牢固、易脱落的缺点。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人对负载型催化剂进行了研究，结果发现：可以将具有环境响应性的响应性聚合物组份与含有杂化元素的杂化聚合物组份结合到同一颗粒的两个分区，使得该颗粒同时具备两组份的性质，然后将催化剂本体负载在所述杂化聚合物组份上，生成所述双组份杂化颗粒负载的催化剂，该催化剂具有开关催化性能，其中，响应性聚合物组份用来执行开关的性能，杂化聚合物组分用来执行催化的性能。该方法过程易控制，适用于大批量制备，且具有普适性。

本发明的目的在于提供以下方面：

(1)一种双组份杂化颗粒负载的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括双组份杂化颗粒基底和催化剂本体，其中，催化剂本体负载在双组份杂化颗粒基底上；

(2)根据上述(1)所述的催化剂，其中，

所述双组份杂化颗粒基底包括响应性聚合物组份和杂化组份，和/或，

所述催化剂本体选自金属、金属离子和金属配合物中的一种或几种，所述金属包括铁、钴、镍、铂、金、钌、钯、铜、钛和铑；

(3)根据上述(1)或(2)所述的催化剂，其中，所述响应性聚合物组份由具有响应性基团的单体(即响应单体)聚合而成，所述响应性基团选自羟基基团、酰胺基团、偶氮苯基团、吡啶基团、羧酸基团和氨基基团中的一种或多种，优选地，所述响应性基团选自吡啶基团、酰胺基团和羧酸基团中的一种或多种；

(4)一种制备上述(1)至(3)之一所述的催化剂，其中，

所述杂化组份如下获得：由杂化单体聚合，任选地，聚合后加入杂原子前驱体与聚合产物进一步反应，得杂化组分；其中，

所述杂化单体为式(a)所示单体，或者，所述杂化单体为式(a)所示单体与含有酰胺基团、羟基、羰基、苯基、烷氧基和/或烷基的单体的混合物；

在式(a)中：

1)M选自Fe、Si、Ti、Mg、Zr、B或Al，优选选自Fe、Si、Ti或Al，更优选选自Si或Ti，例如Si；