一种沸石分子筛负载铂单原子团簇催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种沸石分子筛负载铂单原子团簇催化剂及其制备方法，所述催化剂中

【技术实现步骤摘要】
一种沸石分子筛负载铂单原子团簇催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于贵金属催化剂
，涉及一种沸石分子筛负载铂催化剂，尤其涉及一种沸石分子筛负载铂单原子团簇催化剂
、
制备方法及其应用
。

技术介绍

[0002]单原子团簇催化剂是一种新型的催化剂，由单原子或者多个原子构成的团簇结构组成
。
相比传统的催化剂，单原子团簇催化剂具有更优异的催化性能和更稳定的催化效果，被广泛应用于催化和材料领域
。
[0003]单原子团簇催化剂的设计是一个极其重要的过程，它决定了催化剂的性能和效果
。
在设计单原子团簇催化剂时，需要考虑许多因素，包括合适的催化剂载体
、
团簇的组成和形状
、
团簇和载体之间的相互作用等等
。
[0004]现有商业贵金属催化剂载体多为活性炭，此类催化剂产品使用要求条件较高，在干燥空气下极易发生自燃行为，存在潜在的安全风险，同时此类载体对贵金属的分散及锚定存在一定的局限，贵金属极易发生团聚进而导致催化活性下降
。
因此，开发一种安全且稳定性高
、
催化活性优异的催化新材料具有非常重要的工业应用价值
。
[0005]沸石分子筛是一种水合结晶型硅酸盐，具有规整的孔道结构
、
较高的比表面积
、
良好的热稳定性和机械强度
。
利用其离子交换特性，可负载不同金属，用于特定的催化反应；利用其特定的孔道形状和尺寸大小，可实现某些原料或产物的择形催化；利用其表面酸中心，可用于异构化
、
歧化以及烷基化等多种反应
。
[0006]叔胺是一类与日常生活息息相关的化工中间体，在阳离子表面活性剂
、
杀菌剂及工业助剂等领域具有重要应用价值
。
目前，主流的工业制造流程是从不可再生的化石资源开始，以氯代胺化法为代表的合成工艺路线长，原材料消耗大，产品质量差，并且有大量废酸产生，带来了严重的环境污染，正逐渐被淘汰
。
所以，探索高效率
、
低成本
、
环境友好的叔胺合成工艺对实现可持续发展战略具有重要意义
。
[0007]糠醛作为一种市场化的生物质基绿色化工原料
(>25
万吨
/
年
)
，被视为源于生物质的顶端化学品“Top 10+4”之一的平台化合物分子，糠醛还原胺化制备叔胺，因反应的原子经济性高
、
简洁高效等优点广受学术界和工业界的关注
。
目前针对此反应仍然存在催化剂活性较低且稳定性差的主要问题
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种沸石分子筛负载铂单原子团簇催化剂及其制备方法，解决负载型催化剂中
Pt
难分散
、
易团聚的问题，得到一种高分散的单原子团簇铂催化剂
。
[0009]本专利技术的另一目的还在于提供一种所述催化剂在催化糠醛还原胺化反应中的应用，具有糠醛转化率高
、
选择性好
、
催化剂活性和稳定性高的优点，反应路线简单合理，实现了绿色高效制造
。
[0010]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]本专利技术的一种沸石分子筛负载铂单原子团簇催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0012](1)
将有机碱溶于溶剂中，得到碱性溶液；所述有机碱选自分子量
300
以下的季铵碱中的一种或几种；
[0013](2)
将沸石分子筛加入到上述碱性溶液中，搅拌充分，得到均匀悬浊液；
[0014](3)
将铂前驱体溶液加入到上述悬浊液中，在常温或者加热条件下持续搅拌，固液分离
、
洗涤，所得固体研磨
、
过筛后焙烧；
[0015](4)
将上述焙烧产物进行还原处理，得到所述沸石分子筛负载铂单原子团簇催化剂
。
[0016]步骤
(1)
中，所述的有机碱优选为四甲基氢氧化铵
、
四乙基氢氧化铵
、
四丙基氢氧化铵
、
四丁基氢氧化铵
、
氢氧化六甲双铵
、
氢氧化胆碱中的一种或两种
。
[0017]所述的溶剂优选为甲醇
、
乙醇
、
丙酮
、
甲苯
、
乙酸乙酯
、
二氯乙烷
、
去离子水中的一种或几种
。
选用溶剂为两种以上溶剂的组合时，需要满足彼此互溶不分层
。
[0018]优选地，所述碱性溶液的
pH
控制在8～
11。
[0019]进一步的，步骤
(2)
中所述的沸石分子筛的拓扑结构包括
FAU、MFI、BEA
中的任意一种
。
例如，
FAU
型分子筛包括
X
分子筛
、Y
分子筛，
MFI
型分子筛包括
Silicalite
‑
1、ZSM
‑
5、TS
‑1分子筛，
BEA
型分子筛包括
Beta(
β
)
分子筛
。
[0020]优选地，所述的沸石分子筛为
TS
‑
1、Silicalite
‑
1、ZSM
‑
5、
β
分子筛
、Y
分子筛中的任意一种
。
[0021]步骤
(3)
中，所述的铂前驱体包括但不限于氯铂酸
、
氯铂酸钠
、
硝酸铂
、
四氨合硝酸铂中的任意一种
。
[0022]优选地，所述铂前驱体溶液滴加到所述悬浊液中，常温搅拌
20
～
60min
后，升温至
60
～
85℃
继续搅拌
60
‑
120min。
[0023]优选地，所述焙烧的温度为
100
～
300℃
，时间为1～
6h。
[0024]步骤
(4)
中，所述还原处理是在氢气气氛中，优选在
150
～
350℃
下对制得的催化剂进行还原
。
[0025]本专利技术还提供一种上述制备方法制得的沸石分子筛负载铂单原子团簇催化剂
。
[0026]所述催化剂以沸石分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种沸石分子筛负载铂单原子团簇催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)
将有机碱溶于溶剂中，得到碱性溶液；所述有机碱选自分子量
300
以下的季铵碱中的一种或几种；
(2)
将沸石分子筛加入到上述碱性溶液中，搅拌充分，得到均匀悬浊液；
(3)
将贵金属铂前驱体溶液加入到上述悬浊液中，常温或者加热条件下继续搅拌后，固液分离
、
洗涤，将所得固体研磨
、
过筛后焙烧；
(4)
将步骤
(3)
所得到的焙烧产物进行还原处理，得到所述沸石分子筛负载铂单原子团簇催化剂
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
(1)
中，所述的有机碱为四甲基氢氧化铵
、
四乙基氢氧化铵
、
四丙基氢氧化铵
、
四丁基氢氧化铵
、
氢氧化六甲双铵
、
氢氧化胆碱中的一种或几种
。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
(1)
中，所述的溶剂为甲醇
、
乙醇
、
丙酮
、
甲苯
、
乙酸乙酯
、
二氯乙烷
、
去离子水中的一种或几种<...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋师，李兴源，王峰，胡家俊，林益，郭燏，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：