[发明专利]一种金属催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种金属催化剂在加氢反应中的应用，其特征在于：将反应底物与溶剂混合，混合后的反应液在MOFs衍生高稳定金属催化剂的作用下，在氢气气氛下进行加氢反应，制得目标产物；

所述的金属催化剂以金属氧化物为载体，活性组分为Pt、Pd、Au、Rh、Ru、Ir、Ni、Co中的一种或二种以上，活性金属负载在载体上，于负载活性金属的载体表面包裹有含碳元素、或含碳氮元素的金属氧化物覆盖层，金属氧化物覆盖层厚度为2-50 nm，其中活性组分在金属催化剂中的质量分数为0.01%-10%；采用浸渍法将活性组分的前驱体负载在载体上，采用有机配体对金属氧化物载体进行刻蚀，在载体表面原位生长MOFs壳层，同时将活性组分限域于载体和MOFs界面，进一步在惰性气氛下热解生成含碳元素、或含碳氮元素的金属氧化物覆盖层，从而将活性金属锚定在金属催化剂中，再经氢气还原处理，获得金属催化剂；

具体步骤为称取金属氧化物载体原料加入到含有活性金属组分的前驱体的溶液中，搅拌均匀，室温下干燥后，加入到浓度为1-1000 mmol/L的有机配体的溶液中，在25-200 ℃下搅拌5-180 min生长MOFs，使用溶剂离心洗涤1-10次，干燥，得到的核壳材料进一步在惰性气氛下500-1000 ℃焙烧2-6 h，再经氢气还原处理，获得金属催化剂。

2.根据权利要求1所述的金属催化剂在加氢反应中的应用，其特征在于：金属氧化物覆盖层厚度为2-20 nm，其中活性组分在金属催化剂中的质量分数为0.5%-5%。

3.根据权利要求1所述的金属催化剂在加氢反应中的应用，其特征在于：

金属氧化物覆盖层厚度为2-10 nm，其中活性组分在金属催化剂中的质量分数为0.5%-3%。

4.根据权利要求1所述的金属催化剂在加氢反应中的应用，其特征在于：所述的金属氧化物金属氧化物覆盖层中碳质量含量为0.5-10%，氮质量含量为0-5%；

金属氧化物载体的粒径大小为18-450 nm；

所述金属催化剂比表面积为30-200 m²/g；所述金属氧化物覆盖层的孔径分布为2-15nm，平均孔径为3-6 nm。

5.根据权利要求4所述的金属催化剂在加氢反应中的应用，其特征在于：所述的金属氧化物覆盖层中碳质量含量为0.5-7%，氮质量含量为0-3%；

金属氧化物载体的粒径大小为20-300 nm；

所述金属催化剂比表面积为30-150 m²/g；所述金属氧化物覆盖层的孔径分布为2-10nm，平均孔径为3-5 nm。

6.根据权利要求5所述的金属催化剂在加氢反应中的应用，其特征在于：所述的金属氧化物覆盖层中碳质量含量为0.5-4%，氮质量含量为0-2%；

金属氧化物载体的粒径大小为20-200 nm；

所述金属催化剂比表面积为30-100 m²/g；所述覆盖层的孔径分布为2-7 nm，平均孔径为3-4.5 nm。

7.根据权利要求1或2所述的金属催化剂在加氢反应中的应用，其特征在于：所述的金属氧化物为ZnO、 CuO、 Cu₂O、 Al₂O₃、 MgO、 MnO、 CoO、 NiO、 V₂O₅中的一种或二种以上。

8.根据权利要求1所述的金属催化剂在加氢反应中的应用，其特征在于：所述的活性组分的前驱体为相应活性组分金属的醋酸盐、硝酸盐或卤化物中的一种或二种以上；

所述的金属氧化物载体原料粒径大小为20-500 nm；所述金属氧化物载体经配体刻蚀后，剩余金属氧化物载体的粒径大小为18-450 nm；

所述的有机配体为苯并咪唑、2-甲基咪唑、咪唑-2-甲醛、1,4-萘二甲酸、4,4'，4''，4''-（卟啉-5，10,15,20-四烷基）四苯甲酸、水杨酸、苯-1,3,5-三羧酸、1,4-萘二甲酸中的一种或二种以上。