[发明专利]一种P配位Co-Rh双金属催化剂、合成方法及应用

说明书

本发明公开了一种P配位Co‑Rh双金属催化剂、合成方法及应用，催化剂包括活性金属原子Co和Rh，配位原子P，载体为多孔碳；所述金属原子Co和Rh均匀分布在多孔碳孔道内表面中；所述P均匀分布在Rh附近的多孔碳孔道内表面中；所述P能够显著影响Rh的电子化合态，表明其Rh‑P之间的相互作用。合成方法包括如下步骤：1)制备载体悬浊液；2)活性组分浸渍液的制备；3)催化剂样品的高温煅烧。所制备得到的P配位Co‑Rh双金属金属高度分散均匀，表面没有金属颗粒；P源含量能够显著改变活性中心的催化效应；同时调节Rh的局域电子结构。在异辛烯羰基化中表现出比双金属催化更好的催化活性。

技术领域

本发明属于催化剂合成及应用技术领域，具体涉及一种P配位Co-Rh双金属催化剂、合成方法及应用。

背景技术

烯烃氢甲酰化反应体系是合成醛的重要反应途径之一，也是当今世界最大的工业化应用之一，每年的羰基化学品产量丰富，羰基化学品下游的精细化学品像肥皂、医药、表面活性剂等得到了大规模的生产，这些产品在我国社会中有着很广的用途，能够满足国民生活水平的发展，但是烯烃羰基化反应催化剂当前被国外大环境垄断，国内发展水平到目前来看依然很低，只有少数的企业实现了低链烯烃的工业化生产，高碳醇以及高碳羧酸的生产在世界上存在技术性的难题。

然而，随着固体催化剂在烯烃羰基化领域发展逐渐深入，各国科学家们提出大量关于固体催化剂的设计指导，固体催化剂在发展意义上能够解决工业应用上的瓶颈，固体单原子催化技术也已经推广到烯烃氢甲酰化的领域，另外双金属催化剂的协同催化效应也已经被证实了无数的案例，固体催化剂当前面临的技术瓶颈是存在活性低以及稳定性差的原因，这些弊端毫无疑问阻碍了固体催化剂的发展，然而，单原子催化剂已经能够与均相催化剂相媲美，设计精准配位的单原子双金属催化剂是当前提出的重要设计指导，金属不是单独驱动反应的进行，配位种类的不同能够提高活性中心的催化反应。所以寻找配位种类以及配位数量的精准合成是我们解决当前固体催化剂弊端的一个关键出发点。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种P配位Co-Rh双金属催化剂。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种P配位Co-Rh双金属催化剂的合成方法。该合成方法制备的碳基底修饰的P配位双金属催化剂有着疏松多孔的形貌特点，其中P的配位作用能够有效调节Rh的局部电子密度，P配位的配位数量能够有效调节活性中心的催化活性，表面负载的双金属催化剂是分散均匀的纳米结构。

本发明要解决的第三个技术问题是提供一种通过上述合成方法得到的P配位Co-Rh双金属催化剂的应用。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种P配位Co-Rh双金属催化剂，包括：

活性金属原子Co和Rh，配位原子P，载体为多孔碳；

所述金属原子Co和Rh均以原子级形式均匀分布在多孔碳孔道内表面中，金属原子利用率近100％；

所述P均匀分布在Rh附近的多孔碳孔道内表面中；

所述P能够显著影响Rh的电子化合态，表明其Rh-P之间的相互作用。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种P配位Co-Rh双金属催化剂的合成方法，包括如下步骤：

1)制备载体悬浊液

称量0.12-1.2g的载体，加入60-300mL的溶剂预浸渍，预浸渍时间≥1h，然后搅拌均匀，得到载体悬浊液；

2)活性组分浸渍液的制备