[发明专利]一种疏水性镍碳催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种疏水性镍碳催化剂及其制备方法与应用，将亲水活性炭、三甲基氯硅烷和环己烷三者混合均匀，然后将混合液在室温下搅拌8‑20h，搅拌结束后，真空干燥，得到疏水活性炭；将疏水活性炭加入到镍盐水溶液中，搅拌分散；然后将混合溶液在真空室温下浸渍12‑48h；之后将样品烘干，干燥后的催化剂置于热解管中，在惰性气氛、450℃下煅烧1‑4h，然后在氢气气氛、450℃下还原1‑4h，获得疏水性镍碳催化剂。本发明工艺简单，效果显著，与没改性之前的Ni/AC相比，改性后的催化剂能够显著抑制二苯醚的水解，并且催化剂的活性不受影响，反应过程简单，能够定向裂解二苯醚中的C‑O键，生成高附加值产品，提供了一种定向断裂C‑O键的催化剂的改性方法。

技术领域

本发明涉及镍催化剂的制备领域，具体涉及一种疏水性镍碳催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

木质素是极其丰富的生物质资源，它有潜力取代煤炭或原油作为各种化学产品的来源。木质素是甲氧基苯丙烷的天然聚合物，由于其高芳烃含量，木质素可以作为生产高附加值芳烃、碳氢化合物燃料和其它中间体的可持续化学原料。通过定向裂解木质素中的C-O键，可以得到许多有价值的芳香族化合物和液体燃料。木质素中含有大量的芳醚C-O键，主要为α-O-4、β-O-4和4-O-5键。其中，4-O-5键是木质素中最强的C-O键，因此，选择性裂解4-O-5键中的C-O键对木质素的解聚具有重要意义。其中由于木质素结构的复杂性，通过对木质素模型化合物(二苯醚)进行广泛的研究。由于二苯醚本身具有对称结构，极易发生水解反应，因此可以通过对载体及其催化剂的改性使其定向氢解而不发生水解反应，从而定向生成所需目标产物并且使反应的机理过程更加简单。

在二苯醚的定向氢解过程中，活性炭(AC)因其比表面积大和活性高经常被选做催化剂的载体来制备相应的金属催化剂，但一些AC因其孔结构及其亲水的一些性能，其制备的镍碳催化剂极易使部分二苯醚发生水解反应从而使反应路径复杂。因此，如果能够使二苯醚在温和条件下发生定向裂解反应，既要选择高活性的催化剂又要使其定向断裂。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种疏水性镍碳活性炭的制备方法，对亲水的活性炭进行疏水改性。

本发明的目的之二是提供采用上述制备方法制得的疏水性镍碳催化剂。

本发明的目的之三是提供上述疏水性镍碳催化剂在定向催化氢解二苯醚方面的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种疏水性镍碳活性炭的制备方法，包括以下步骤：

(1)选用亲水活性炭、三甲基氯硅烷(TMCS)和溶剂环己烷三者混合均匀，然后将混合液在室温下搅拌8-20h，搅拌结束后，将混合液在真空干燥箱内常温干燥10-36h，得到疏水活性炭；其中亲水活性炭与三甲基氯硅烷的质量体积比为0.2g：1mL；

(2)将步骤(1)制得的疏水活性炭加入到镍盐水溶液中，搅拌分散；然后将混合溶液在室温下真空浸渍12-48h；之后将样品烘干，干燥后的催化剂置于热解管中，在惰性气氛、450℃的温度下煅烧1-4h，然后在氢气气氛、450℃温度下还原1-4h，获得疏水性镍碳催化剂。

优选的，步骤(1)中所述活性炭为粉末状。

优选的，步骤(2)中所述镍盐选自六水合硝酸镍、六水合氯化镍、碱式碳酸镍或醋酸镍中的一种或多种。

第二方面，本发明提供了一种疏水性镍碳催化剂，采用上述的制备方法制得。

优选的，所述疏水性镍碳催化剂中镍的负载量为10％wt。

第三方面，本发明提供了上述疏水性镍碳催化剂在定向催化氢解二苯醚方面应用。