(一)技术领域
本发明涉及一种rh/zro2@c加氢催化剂的制备方法及应用,属于催化剂合成技术领域。
(二)
背景技术:
传统的铑(rh)基催化剂,例如rh/c催化剂容易失活,再生性和稳定性差。氧化锆(zro2)作为加氢催化剂的载体,已得到广泛应用,zro2结构稳定,负载rh后得到rh/zro2催化剂,表现出优异的催化性能和稳定性。
本发明合成了一种rh/zro2@c加氢催化剂,通过将含zr的金属有机骨架材料mof(zr)(uio-66)进行热解,得到zro2@c载体,然后负载rh金属,获得rh/zro2@c加氢催化剂,再对香草醛进行加氢催化反应。
(三)
技术实现要素:
本发明一种rh/zro2@c加氢催化剂的制备方法及应用,具体包括以下步骤:
(1)称取1~2mmol的锆源、1~2mmol的有机配体、2~6ml酸性溶液和20~60ml的二甲基甲酰胺,在20~30℃条件下搅拌10~30min,溶解后形成混合溶液。
步骤(1)中所述的锆源为氯化锆、硝酸锆中的一种;有机配体为对苯二甲酸、联苯二酸中的一种;酸性溶液为冰醋酸、磷酸中的一种。
(2)将步骤(1)中的混合溶液在温度为100~160℃下水热处理10~40h后,进行离心处理,得到沉淀物,然后依次使用二甲基甲酰胺和无水乙醇对沉淀物分别洗涤2~4次,最后在温度为60~100℃下真空干燥5~12h,即得到mof(zr)。
(3)将步骤(2)得到的zr-mof放入马弗炉,在400~800℃下焙烧3~7h,冷却到室温后即得zro2@c。
(4)将步骤(3)得到的zro2@c放入质量浓度为2~6%的铑源溶液中,搅拌1~3h,然后过滤,在温度为60~100℃下真空干燥5~12h,再加入硼氢化钠溶液进行还原处理,最终得到rh/zro2@c加氢催化剂。
步骤(4)中所述的铑源为氯化铑、硝酸铑中的一种。
本发明一种rh/zro2@c加氢催化剂可以应用于香草醛的加氢催化反应。
本发明的优点在于:
1、本发明提出的一种rh/zro2@c加氢催化剂的制备方法及应用,以zro2@c为载体,能够提高rh的分散性,为加氢反应提供更多的金属活性位点。
2、本发明提出的一种rh/zro2@c加氢催化剂的制备方法及应用,该加氢催化剂制备方法简单,催化活性强,催化剂稳定性好,有望实现工业应用。
(四)附图说明
图1:本发明提出的一种rh/zro2@c加氢催化剂的制备方法及应用的工艺流程图。
(五)具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例来详述本发明的技术特点,如图1所示。
实施例1:
本发明一种rh/zro2@c加氢催化剂的制备方法及应用,具体包括以下步骤:
(1)称取1.5mmol的锆源、1.5mmol的有机配体、4ml酸性溶液和40ml的二甲基甲酰胺,在25℃条件下搅拌20min,溶解后形成混合溶液。
步骤(1)中所述的锆源为氯化锆;有机配体为对苯二甲酸;酸性溶液为冰醋酸。
(2)将步骤(1)中的混合溶液在温度为140℃下水热处理24h后,进行离心处理,得到沉淀物,然后依次使用二甲基甲酰胺和无水乙醇对沉淀物分别洗涤3次,最后在温度为80℃下真空干燥8h,即得到mof(zr)。
(3)将步骤(2)得到的zr-mof放入马弗炉,在600℃下焙烧5h,冷却到室温后即得zro2@c。
(4)将步骤(3)得到的zro2@c放入质量浓度为4%的铑源溶液中,搅拌2h,然后过滤,在温度为80℃下真空干燥8h,再加入硼氢化钠溶液进行还原处理,最终得到rh/zro2@c加氢催化剂。
步骤(4)中所述的铑源为氯化铑。
本发明一种rh/zro2@c加氢催化剂可以应用于香草醛的加氢催化反应。
结果表明,rh/zro2@c加氢催化剂在反应的15min内对香草醛的转化率能达到95%,催化剂循环使用6次后,转化率仍能保持在90%以上。
实施例2:
本发明一种rh/zro2@c加氢催化剂的制备方法及应用,具体包括以下步骤:
(1)称取1mmol的锆源、1mmol的有机配体、2ml酸性溶液和20ml的二甲基甲酰胺,在20℃条件下搅拌10min,溶解后形成混合溶液。
步骤(1)中所述的锆源为硝酸锆;有机配体为联苯二酸;酸性溶液为冰醋酸。
(2)将步骤(1)中的混合溶液在温度为100℃下水热处理40h后,进行离心处理,得到沉淀物,然后依次使用二甲基甲酰胺和无水乙醇对沉淀物分别洗涤2次,最后在温度为60℃下真空干燥12h,即得到mof(zr)。
(3)将步骤(2)得到的zr-mof放入马弗炉,在800℃下焙烧3h,冷却到室温后即得zro2@c。
(4)将步骤(3)得到的zro2@c放入质量浓度为6%的铑源溶液中,搅拌3h,然后过滤,在温度为100℃下真空干燥5h,再加入硼氢化钠溶液进行还原处理,最终得到rh/zro2@c加氢催化剂。
步骤(4)中所述的铑源为氯化铑。
本发明一种rh/zro2@c加氢催化剂可以应用于香草醛的加氢催化反应。
结果表明,rh/zro2@c加氢催化剂在反应的20min内对香草醛的转化率能达到95%,催化剂循环使用6次后,转化率仍能保持在85%以上。
实施例3:
本发明一种rh/zro2@c加氢催化剂的制备方法及应用,具体包括以下步骤:
(1)称取2mmol的锆源、2mmol的有机配体、6ml酸性溶液和60ml的二甲基甲酰胺,在30℃条件下搅拌30min,溶解后形成混合溶液。
步骤(1)中所述的锆源为氯化锆、硝酸锆中的一种;有机配体为对苯二甲酸、联苯二酸中的一种;酸性溶液为冰醋酸、磷酸中的一种。
(2)将步骤(1)中的混合溶液在温度为160℃下水热处理10h后,进行离心处理,得到沉淀物,然后依次使用二甲基甲酰胺和无水乙醇对沉淀物分别洗涤4次,最后在温度为100℃下真空干燥5h,即得到mof(zr)。
(3)将步骤(2)得到的zr-mof放入马弗炉,在400℃下焙烧7h,冷却到室温后即得zro2@c。
(4)将步骤(3)得到的zro2@c放入质量浓度为2%的铑源溶液中,搅拌1h,然后过滤,在温度为60℃下真空干燥12h,再加入硼氢化钠溶液进行还原处理,最终得到rh/zro2@c加氢催化剂。
步骤(4)中所述的铑源为硝酸铑。
本发明一种rh/zro2@c加氢催化剂可以应用于香草醛的加氢催化反应。
结果表明,rh/zro2@c加氢催化剂在反应的30min内对香草醛的转化率能达到95%,催化剂循环使用6次后,转化率仍能保持在88%以上。