【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机合成，具体涉及一种钯负载氮掺杂碳材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在有机合成中，催化加氢反应具有产品质量稳定、绿色安全等优势。催化剂对于催化加氢反应有着重要影响。加氢催化剂的活性成分容易因一些外来成分的作用而失去活性(中毒)，往往是永久性失活。例如，外来成分与催化剂的活性成分发生化学反应或离子交换，导致活性成分发生变化。活性成分被覆盖，逐渐失活，属于非永久性失活。例如，反应过程中产生的积碳会覆盖活性组分或堵塞催化剂的孔隙，使反应物无法与活性组分接触。
2、传统的钯催化剂具有较高的活性，但有些原料在催化剂表面易通过聚合反应生成绿油，进而堵塞催化剂的孔道，导致催化剂非永久性失活。因此，传统钯基催化剂具有稳定性差的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种钯负载氮掺杂碳材料及其制备方法和应用。本专利技术制备得到的钯负载氮掺杂碳材料作为催化剂使用时活性高、稳定性好。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种钯负载氮掺杂碳材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将咪唑类聚离子液体、含氮有机物、苯酚类化合物和醛在碱性条件下进行酚醛缩合反应，得到氮掺杂酚醛缩合物溶液；
5、将所述氮掺杂酚醛缩合物溶液进行稀释，调整所得稀释液的ph值至碱性，得到氮掺杂酚醛缩合物碱性稀释液；
6、将所述氮掺杂酚醛缩合物碱性稀释液与钯盐混合进行凝胶化反应，得到钯负载氮掺杂
7、将所述钯负载氮掺杂碳材料前驱体进行煅烧，得到所述钯负载氮掺杂碳材料。
8、优选的，所述咪唑类聚离子液体包括聚(乙烯基十二烷基咪唑碘化物)、聚(乙烯基十二烷基咪唑溴化物)、聚(1-己基-3-乙烯基咪唑溴盐)、聚(1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐)或聚(1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐)；
9、所述含氮有机物包括三聚氰胺、苯胺、吡咯或邻菲罗啉；
10、所述苯酚类化合物包括2-溴苯酚、对苯二酚、2-氯苯酚或对硝基苯酚；
11、所述醛包括甲醛、戊二醛或丁二醛。
12、优选的，所述咪唑类聚离子液体与含氮有机物的摩尔比为1：(0.5～3)；所述咪唑类聚离子液体与苯酚类化合物的摩尔比为1：(0.5～3)；所述咪唑类聚离子液体与醛类的摩尔比为1：(1～4)。
13、优选的，所述酚醛缩合反应的温度为50～110℃，保温时间为0.5～4h；所述碱性条件的ph值为8～10。
14、优选的，所述氮掺杂酚醛缩合物溶液的稀释倍数为1～5倍；所述氮掺杂酚醛缩合物碱性稀释液的ph值为8～14。
15、优选的，所述钯盐为氯化钯、硝酸钯或硫酸钯；所述钯盐的质量占氮掺杂酚醛缩合物碱性稀释液的质量百分比为0～7％且不为0。
16、优选的，所述凝胶化反应的温度为50～150℃，时间为1～10天。
17、优选的，所述煅烧的温度为300～900℃，时间为1～10h。
18、本专利技术提供了上述方案所述制备方法制备得到的钯负载氮掺杂碳材料，包括氮掺杂碳材料和负载在所述氮掺杂碳材料上的钯金属纳米颗粒；所述氮掺杂碳材料具有酚醛缩合物有机骨架结构。
19、本专利技术提供了上述方案所述的钯负载氮掺杂碳材料作为催化剂在催化乙炔加氢制乙烯中的应用。
20、本专利技术提供了一种钯负载氮掺杂碳材料的制备方法，包括以下步骤：将咪唑类聚离子液体、含氮有机物、苯酚类化合物和醛在碱性条件下进行酚醛缩合反应，得到氮掺杂酚醛缩合物溶液；将所述氮掺杂酚醛缩合物溶液进行稀释，调整所得稀释液的ph值至碱性，得到氮掺杂酚醛缩合物碱性稀释液；将所述氮掺杂酚醛缩合物碱性稀释液与钯盐混合进行凝胶化反应，得到钯负载氮掺杂碳材料前驱体；将所述钯负载氮掺杂碳材料前驱体进行煅烧，得到所述钯负载氮掺杂碳材料。在本专利技术中，咪唑类聚离子液体可与金属钯进行高度的络合，让金属钯具有较好的分散性，并且含氮有机物和咪唑类聚离子液体在煅烧时与金属钯具有很强的作用力，可以在煅烧过程中不让金属钯团聚。因此，本专利技术通过咪唑类聚离子液体和含氮有机物增加了金属钯的分散性，从而能够增加活性位点；此外，咪唑类聚离子液体和含氮化合物能够填补苯酚类化合物和醛生成的聚合物空间，从而增加钯负载氮掺杂碳材料结构的稳定性，且由于咪唑类聚离子液体和含氮有机物的存在，在煅烧过程中能够形成丰富的介孔孔道，能够使钯负载氮掺杂碳材料不容易被堵塞。因此，本专利技术制备得到的钯负载氮掺杂碳材料作为催化剂使用时在保持较高活性的同时具有较好的稳定性。
21、此外，本专利技术以咪唑类聚离子液体和含氮有机物为支撑模板，让苯酚类化合物和醛以其为模板聚合成长，形成颗粒(利用聚离子液体直接自组装成型)，重复利用不需要过滤回收，能够有效改进催化剂难回收的问题；本专利技术利用聚离子液体直接自组装成型，不需要支撑载体，能够降低成本；本专利技术提供的制备方法操作简单，原料易得，容易实现工业化生产。
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1.一种钯负载氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述咪唑类聚离子液体包括聚(乙烯基十二烷基咪唑碘化物)、聚(乙烯基十二烷基咪唑溴化物)、聚(1-己基-3-乙烯基咪唑溴盐)、聚(1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐)或聚(1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐)；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述咪唑类聚离子液体与含氮有机物的摩尔比为1：(0.5～3)；所述咪唑类聚离子液体与苯酚类化合物的摩尔比为1：(0.5～3)；所述咪唑类聚离子液体与醛类的摩尔比为1：(1～4)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酚醛缩合反应的温度为50～110℃，保温时间为0.5～4h；所述碱性条件的pH值为8～10。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮掺杂酚醛缩合物溶液的稀释倍数为1～5倍；所述氮掺杂酚醛缩合物碱性稀释液的pH值为8～14。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钯盐为氯化钯、硝酸钯或硫酸钯；所述钯盐的质量占氮掺
7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶化反应的温度为50～150℃，时间为1～10天。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为300～900℃，时间为1～10h。
9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备得到的钯负载氮掺杂碳材料，其特征在于，包括氮掺杂碳材料和负载在所述氮掺杂碳材料上的钯金属纳米颗粒；所述氮掺杂碳材料具有酚醛缩合物有机骨架结构。
10.权利要求9所述的钯负载氮掺杂碳材料作为催化剂在催化乙炔加氢制乙烯中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种钯负载氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述咪唑类聚离子液体包括聚(乙烯基十二烷基咪唑碘化物)、聚(乙烯基十二烷基咪唑溴化物)、聚(1-己基-3-乙烯基咪唑溴盐)、聚(1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐)或聚(1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐)；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述咪唑类聚离子液体与含氮有机物的摩尔比为1：(0.5～3)；所述咪唑类聚离子液体与苯酚类化合物的摩尔比为1：(0.5～3)；所述咪唑类聚离子液体与醛类的摩尔比为1：(1～4)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酚醛缩合反应的温度为50～110℃，保温时间为0.5～4h；所述碱性条件的ph值为8～10。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李嵘嵘，陈先朗，
申请(专利权)人：绍兴绿奕化工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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