[发明专利]一种Pt/ZIF-8@Al2

说明书

本发明涉及一种Pt/ZIF‑8@Al₂O₃催化剂的制备方法及其在催化加氢中的使用方法。该催化剂是通过合成一种微孔‑介孔的ZIF‑8@Al₂O₃复合材料作为载体，充分发挥微孔材料ZIF‑8与介孔Al₂O₃在催化反应中的优势，从而提高催化加氢的活性及选择性。其主要的创新点是巧妙地运用了ZIF‑8的固相合成方法，将ZIF‑8高度分散于Al₂O₃基体中，得到ZIF‑8@Al₂O₃复合材料。该复合材料集合了ZIF‑8与Al₂O₃的双重功能优势而大大提高了催化效率。该催化剂的整个制备过程仅有极少量溶剂参与，避免了大量溶剂带来的环境污染，制备简单易控；并且该催化剂表现出了很高的加氢反应活性和选择性，具有很高的工业应用价值。

技术领域

本发明提出了一种Pt/ZIF-8@Al₂O₃催化剂的制备技术及在催化加氢反应中的应用方法，属于有机合成用催化剂的制备技术及应用技术领域。

背景技术

金属有机骨架材料（MOFs）具有丰富且有序的微孔和很高的比表面积，在气体存储和分离、药物传递，尤其是在催化领域都具有很大的应用潜力。为了拓展MOFs的应用范围，并改善其电性能、吸附性能及热稳定性，研究者们在MOFs的复合材料合成方面做了很多努力。例如Gorka等人（Chem Commun, 2010,46: 6798-6800）报道了一种采用微波水热，利用嵌段共聚物一锅法合成MOF-Al₂O₃和MOF-SiO₂复合材料。得益于MOFs材料的高比表面积，近几年来，越来越多的研究将MOFs应用到均相催化上，这为绿色催化开辟了新途径。然而，MOFs的孔道几乎均为微孔（小于2nm）限制了大分子的扩散和自由穿过，因此与介孔材料相比，这也大大限制了其在很多催化反应中的应用。若将无机介孔材料与MOFs复合，或许可以克服这一限制。Karimi等人（J. Mater. Chem. A, 2013, 1: 3047）利用液相合成法将MOF-5嵌入生长在SBA-15的孔道里，这为MOFs基多相催化剂提供了一种新策略。这些MOFs基复合材料与单一的MOFs相比，确实具备了很多优异的性能。但是，这些MOFs基复合材料的合成过程大多需要对无机材料基体进行预处理，然后再于液相中在预处理的基体上生长MOFs，使得合成过程十分复杂，这也会致使在复合材料中引入杂质。而且两种材料的复合比例很难控制，不能很好地满足更多催化应用的需求。

液相加氢反应是一类重要的化工过程，其中芳烃化合物和含氧化合物中碳碳双键与碳氧双键的加氢饱和，是合成多种高附加值和清洁环保型化工产品的重要途径。传统的加氢催化剂主要是无机多孔材料，如MCM-41、SBA-15、Al₂O₃、介孔SiO₂等。其中Al₂O₃具有合适的酸性位点，有利于加氢裂化及加氢脱氧反应而备受青睐。但是介孔Al₂O₃的孔道结构多是由纳米颗粒堆积得到的，孔径较大且比表面较低（一般在200cm²/g左右），所以浸渍法得到的Al₂O₃载体上的活性组分颗粒一般粒径很大，致使其活性的提高严重受限。本发明提出了一种固相法合成ZIF-8@Al₂O₃。

发明内容

为了克服上述制备方式中存在的不足，同时进一步提高催化剂的加氢活性和产物选择性，本发明提供了一种新颖的Pt/ZIF-8@Al₂O₃的合成方法，及其在加氢催化中的使用方法。

本发明采取的技术方案如下：