一种用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂及其制备方法与应用。该催化剂的制备方法包括以下步骤：(1)将钯盐、铂盐、钌盐、钼盐和锌盐共五种金属盐加入到水中，然后加入柠檬酸，得到金属

【技术实现步骤摘要】
一种用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于催化剂及生物质转化利用领域，特别涉及一种用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]糠醇主要用于制备呋喃树脂、粘合剂、润滑剂和耐腐蚀涂料等产品，它是制造许多精细化学品和基本工业化合物的关键中间体。糠醇的生产使用了总糠醛的65％，而糠醛主要来源于C5糖的直接脱水反应，从木质纤维素丰富的生物质中产生糠醛，进而将糠醛转化为糠醇，是一条经济、绿色的工业化生产路线。但是其中生产糠醛过程中存在效率较低，反应条件严格等限制，所以合成高效、高选择性、环境友好型、高催化活性的催化剂用是关键步骤。
[0003]高熵合金作为一种新型金属材料表现出了巨大的催化潜力。高熵合金因其由五种或五种以上元素组成的多金属位点、耐热性和耐腐蚀性而受到广泛关注。目前，高熵合金的合成方法主要有电弧熔炼法、热碳冲击法、气溶胶喷雾热解法、熔体纺丝技术、球磨技术和溶剂热法等。这些方法需要严格的合成条件，限制了高熵合金的进一步推广。因此，开发高熵合金的新合成方法也十分重要，同时，降低金属的使用量也是十分重要的步骤。

技术实现思路

[0004]本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供种一种用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂的制备方法。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供所述方法制备得到的用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂。
[0006]本专利技术的再一目的在于提供所述用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂的应用。
[0007]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
[0008]一种用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将钯盐、铂盐、钌盐、钼盐和锌盐共五种金属盐加入到水中，然后加入柠檬酸，搅拌均匀，得到金属
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柠檬酸前驱体溶液(混合金属盐溶液)；
[0010](2)将二氧化钛(催化剂载体)于700～900℃条件下进行煅烧，煅烧后直接将二氧化钛(表面温度700～900℃)倒入步骤(1)中得到的金属
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柠檬酸前驱体溶液中，继续搅拌后过滤、烘干，得到催化剂前驱体；
[0011](3)将步骤(2)中得到的催化剂前驱体在还原性气体氛围下升温至600～900℃进行煅烧，待煅烧结束后冷却至室温，得到超分散高熵催化剂。
[0012]步骤(1)中所述的钯盐为可溶性钯盐；优选为醋酸钯。
[0013]步骤(1)中所述的铂盐为可溶性铂盐；优选为四氨合氯化铂。
[0014]步骤(1)中所述的钌盐为可溶性钌盐；优选为醋酸钌。
[0015]步骤(1)中所述的钼盐为可溶性钼盐；优选为钼酸钠。
[0016]步骤(1)中所述的锌盐为可溶性锌盐；优选为乙酸锌。
[0017]步骤(1)中所述的柠檬酸优选为一水柠檬酸。
[0018]步骤(1)中所述的钯盐、铂盐、钌盐、钼盐和锌盐的摩尔比为1～1.2：1～1.2：1～1.2：1～1.2：1～1.2；优选为1:1:1:1:1(即按等摩尔量加入五种金属盐)。
[0019]步骤(1)中所述的水优选为去离子水。
[0020]步骤(1)中所述的水的用量为按每0.0001mol钯盐配比50ml～70ml水计算；优选为按每0.0001mol钯盐配比60ml水计算。
[0021]步骤(1)中所述的五种金属盐的总摩尔量与柠檬酸的摩尔比为1：2。
[0022]步骤(1)中所述的搅拌的条件为：250～400r/min搅拌20～40min；优选为300r/min搅拌30min。
[0023]步骤(2)中所述的二氧化钛优选为纳米二氧化钛，25nm锐钛，亲水型。
[0024]步骤(2)中所述的二氧化钛的用量为按每12mL金属
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柠檬酸前驱体溶液配比100～120mg二氧化钛计算；优选为按每12mL金属
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柠檬酸前驱体溶液配比100mg二氧化钛计算。
[0025]步骤(2)中所述的煅烧温度优选为800℃；
[0026]步骤(2)中所述的煅烧时间为20～40min；优选为30min。
[0027]步骤(2)中所述的煅烧后的二氧化钛的表面温度为优选为800℃。
[0028]步骤(2)中所述的继续搅拌的条件为：200～400r/min搅拌0～10min(包括0)；优选为：300r/min搅拌1min。
[0029]步骤(2)中所述的烘干的温度为80～120℃；优选为105℃。
[0030]步骤(2)中所述的烘干时间为6～12h；优选为8h。
[0031]步骤(3)中所述的还原性气体为H2，或N2和H2的混合气体，或H2和Ar2的混合气体；优选为H2和N2按体积比1:9混合得到的还原性气体。
[0032]步骤(3)中所述的升温的速率为5～10℃/min；优选为10℃/min。
[0033]步骤(3)中所述的煅烧的温度优选为800℃。
[0034]步骤(3)中所述的煅烧的时间0h～2h(不包括0)；优选为2h。
[0035]步骤(3)中所述的冷却为在还原性气体氛围下进行。
[0036]所述的还原性气体为H2，或N2和H2的混合气体，或H2和Ar2的混合气体；优选为H2和N2按体积比1:9混合得到的还原性气体。
[0037]一种用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂，通过上述任一项所述的方法制备得到。
[0038]所述的用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂在催化糠醛加氢制备高值化合物中应用。
[0039]所述的用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂在催化糠醛加氢制备高值化合物中应用，为将上述用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂和糠醛加入到异丙醇中，在25℃～45℃、氢气压力为0MPa～4MPa(不包括0)下进行催化反应，得到高值化合物。
[0040]所述的高值化合物包括糠醇和四氢呋喃醇中的至少一种；优选为糠醇。
[0041]所述的催化剂反应的温度为优选25℃～35℃；进一步优选为30℃。
[0042]所述的氢气压力优选为0.5Mpa～3Mpa；进一步优选为1Mpa～2Mpa；再进一步优选
为2Mpa。
[0043]所述的催化反应的转速300～400r/min；优选为400r/min。
[0044]所述的催化反应的时间为0～9h(不包括0h)；进一步优选为1～9h；再进一步优选为3h。
[0045]本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0046]本专利技术中的超分散高熵催化剂是通过将五种不同的金属通过淬火法制备得到，在淬火过程中高温的载体与常温的金属溶液相接触，在高温载体上出现温度差，从而使得金属被吸附到载体上，经过还原气还原后在载体上形成具有超高分散的高熵合金纳米颗粒，这种高分散的高熵合金纳米颗粒提供较多的活性位点应用于生物质衍生物糠醛的加氢，通过该方法制备的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于糠醛常温加氢的超分散高熵催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将钯盐、铂盐、钌盐、钼盐和锌盐共五种金属盐加入到水中，然后加入柠檬酸，搅拌均匀，得到金属
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柠檬酸前驱体溶液；(2)将二氧化钛于700～900℃条件下进行煅烧，煅烧后直接将二氧化钛倒入步骤(1)中得到的金属
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柠檬酸前驱体溶液中，继续搅拌后过滤、烘干，得到催化剂前驱体；(3)将步骤(2)中得到的催化剂前驱体在还原性气体氛围下升温至600～900℃进行煅烧，待煅烧结束后冷却至室温，得到超分散高熵催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的钯盐、铂盐、钌盐、钼盐和锌盐的摩尔比为1～1.2：1～1.2：1～1.2：1～1.2：1～1.2；步骤(1)中所述的五种金属盐的总摩尔量与柠檬酸的摩尔比为1：2；步骤(2)中所述的二氧化钛的用量为按每12mL金属
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柠檬酸前驱体溶液配比100～120mg二氧化钛计算。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的钯盐、铂盐、钌盐、钼盐和锌盐的摩尔比为1:1:1:1:1；步骤(2)中所述的二氧化钛的用量为按每12mL金属
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柠檬酸前驱体溶液配比100mg二氧化钛计算。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的钯盐为可溶性钯盐；步骤(1)中所述的铂盐为可溶性铂盐；步骤(1)中所述的钌盐为可溶性钌盐；步骤(1)中所述的钼盐为可溶性钼盐；步骤(1)中所述的锌盐为可溶性锌盐。...

【专利技术属性】
技术研发人员：许细薇，杨辉，蒋恩臣，涂任，孙焱，范旭东，梁凯丽，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：