[发明专利]一种不饱和碳-碳三键选择性加氢催化剂及其制备方法

摘要

本发明提供了一种不饱和碳‑碳三键选择性加氢催化剂及其制备方法。该催化剂是以功能化的碳纳米纤维为载体负载贵金属活性组分，其特点是活性金属表面包覆厚度可控具有渗透性的碳层，厚度为0.5～3nm，且活性组分稳定分散在载体上，尺寸均一，粒径为1～3nm。本发明所采用的制备方法是将一种或两种贵金属盐溶于去离子水中配成混合盐溶液，浸渍于载体表面，还原后经反应气氛热处理，在活性金属表面形成碳层厚度可控且具有渗透性的CHx@M/CNF‑A贵金属催化剂。该催化剂可应用于石油化工、精细化工等领域的多种不饱和碳‑碳三键选择性加氢反应过程中，催化性能突出，具有高活性和C＝C双键选择性。该催化剂还具有良好的循环使用性，易于回收和重复利用。

主权项

1.一种不饱和碳‑碳三键选择性加氢催化剂的制备方法，具体步骤如下：A.将碳纳米纤维前驱体在2000～3000℃焙烧2～6h，并分散在浓度为30～60％的酸溶液中进行酸化，于60～160℃回流3～48h后，出料、过滤、离心、洗涤至中性，将沉淀物于60～120℃恒温真空干燥10～24h，得到含功能化基团为A的碳纳米纤维，表示为CNF‑A；所述的碳纳米纤维前驱体是PR24‑HHT、PR24‑XT‑HHT和SD2240型号中的一种，粒径为80～300nm，比表面为300～1000m²/g；所述的酸溶液是硝酸、硫酸、盐酸、磷酸中的一种，酸化使碳纳米纤维表面带特定功能化基团A；所述的功能化基团A是NO₃、SO₃H、Cl、PO₃H中的一种；B.将可溶性贵金属盐溶于去离子水，配成浓度为10～50mmol/L的浸渍溶液；所述的贵金属盐是Na₂PdCl₄、Pd(NH₃)₂Cl₂、Pd(NO₃)₂、NaAuCl₄、HAuCl₄、H₂IrCl₆、Na₂IrCl₆、RhCl₃·3H₂O、Rh(CH₃COO)₃、Rh(NO₃)₃、AgNO₃、AgC₂H₃O₂中的一种或两种；C.在室温下，按照贵金属占载体质量的0.5～5.0％，将步骤A中的CNF‑A载体充分分散到步骤B的浸渍溶液中，持续搅拌0.5～2h，过滤，并于60～120℃恒温干燥6～24h；再在H₂体积分数为10％的H₂/Ar混合气中以2～10℃·min^‑1的速率升温至200～400℃还原2～6h，得到负载了贵金属的功能化碳纳米纤维，表示为M/CNF‑A，M代表贵金属；D.将步骤C得到的M/CNF‑A置于反应器中，通入热处理气氛保持5～50h，流速10～50mL/min，并以2～10℃·min^‑1的速率升温至50～350℃，保持15～50h后降至室温取出，得到包覆层厚度可控且具有渗透性的CH_x@M/CNF‑A催化剂；所述的热处理气氛是含有不饱和碳‑碳键的炔烃、烯烃与H₂的混合气；所述的炔烃、烯烃是C₂H₂、C₂H₄、C₃H₆、C₃H₄、C₃H₆、C₄H₆、C₄H₆、C₄H₈中的一种或两种；其中，炔烃与烯烃的摩尔比为0.01～0.1，H₂与炔烃的摩尔比为2～10。