[发明专利]一种复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于催化剂领域，涉及一种复合加氢催化剂及其制备方法和应用。该复合催化剂包含多元酸交联的高分子基体和金属活性组分，所述高分子基体为含有含氮杂环侧基的高分子聚合物，所述含氮杂环侧基中的氮原子具有孤对电子，至少部分所述金属活性组分与所述氮原子的孤对电子之间形成配位键。本发明复合催化剂的制备方法简单，能耗较低，金属利用率高，用于加氢反应时选择性好。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种复合加氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

加氢反应作为一个基本还原反应，在化工生产中占据了极为重要的位置。加氢反应所涉及的官能团主要包括硝基、羰基、酯基、碳碳双键和碳碳三键等，这些官能团的加氢反应都需要在催化剂的作用下实现。因此，加氢催化剂的开发一直是工业研究的热点。

传统的加氢催化剂大都是以镍、钼、钴、钌、钯、铂等过渡金属作为加氢活性组分，以多孔无机物作为载体，如氧化铝、二氧化硅、分子筛等。通过等量或者过量浸渍，过渡金属盐溶液被浸渍到载体的孔道中，再经过干燥、高温焙烧和还原，制备得到传统的负载型加氢催化剂。专利CN101927168A公开了一种加氢催化剂Ni-Mo-Zn/Al₂O₃，该催化剂是将镍、钼和锌的盐溶液按照比例混合均匀后，浸渍于氧化铝载体上，再经过500℃左右的高温焙烧和还原制备得到。此外，多孔的金属单质也可直接作为加氢催化剂，如雷尼金属催化剂。专利US5536694公开了一种由Ni、Al、Co等金属粉末为起始原料，经过添加剂辅助成型、焙烧和碱液活化等步骤得到雷尼催化剂。以上这些传统的加氢催化剂制备过程都不可避免的需要高温处理，能耗较大，污染严重。

新型的高分子载体加氢催化剂因其结构和组成可调节的优点，受到了广泛的研究，树脂类负载型催化剂更是成功地应用于实际生产工艺中。CN100998953A、CN107400046A以及US3953517公开了以强酸性阳离子交换树脂作为载体，通过离子交换负载贵金属钯的高分子载体催化剂。然而，这些高分子载体需要复杂的改性方法，且离子交换法导致金属的利用率不高。

综上，现有的加氢催化剂在制备及回收过程存在一些不符合绿色工艺要求的问题，需要改进其能耗高、制备过程繁琐、金属利用率低和反应选择性差的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合催化剂及其制备方法和应用，该复合催化剂的制备方法简单，能耗较低，金属利用率高，用于加氢反应时选择性好。

基于此，本发明的第一方面提供一种复合催化剂，该复合催化剂包含多元酸交联的高分子基体和金属活性组分，所述高分子基体为含有含氮杂环侧基的高分子聚合物，所述含氮杂环侧基中的氮原子具有孤对电子，至少部分所述金属活性组分与所述氮原子的孤对电子之间形成配位键。

本发明的第二方面提供上述复合催化剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

a、将高分子基体溶解或分散于C₁-C₄的低碳醇中，得到第一溶液；

b、将多元酸溶解于C₁-C₄的低碳醇中，得到第二溶液；

c、在搅拌的状态下，将第二溶液逐滴加入第一溶液中，产生第一沉淀，保持搅拌到滴加完成；

d、将步骤c中产生的第一沉淀进行分离，得到固体物质；

e、将金属活性组分的盐溶解于C₁-C₄的低碳醇中，得到第三溶液；

f、将步骤d得到的固体物质重新分散于C₁-C₄的低碳醇中，得到第四溶液；在搅拌的状态下，将第三溶液逐滴加入第四溶液中，产生第二沉淀；

g、将步骤f中产生的第二沉淀进行分离，得到所述复合催化剂。