技术特征：
1.一种氮杂碳基负载型金属催化剂，其特征在于，该催化剂包括氮杂碳载体和负载于氮杂碳载体上的金属活性组分铂、钯、镍、钴或铜，其中金属活性组分的负载量为0.05％～25％。2.根据权利要求1所述的一种氮杂碳基负载型金属催化剂，其特征在于，所述催化剂的比表面积为500～2000m2/g，孔容为0.3～1cm3/g，平均孔径为2～10nm，微孔占比为20～60％，介孔占比为40～80％，并且催化剂具有亲水性，接触角为20～80
°
。3.一种权利要求1或2所述的氮杂碳基负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将碳源、氮源和金属盐混合均匀，于惰性气体气氛下焙烧，再在稀酸溶液中洗涤，然后固液分离，固体真空干燥后得到氮杂碳载体；步骤2：将氮杂碳载体超声分散于水溶液中，之后将前驱体金属盐加入氮杂碳载体水溶液中，期间不断搅拌使活性组分均匀负载于载体上，最后加入硼氢化钠水溶液进行还原，得到所述氮杂碳基负载型金属催化剂。4.根据权利要求3所述的一种氮杂碳基负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中碳源、氮源和金属盐的质量比为x：(8-x)：(0.1～10)，其中0＜x＜8，且为整数。5.根据权利要求3所述的一种氮杂碳基负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中碳源为葡萄糖、淀粉、纤维素、蔗糖、木质素、马来酸中的一种；氮源为尿素、单氰胺、双氰胺、三聚氰胺中的至少一种；金属盐为nacl、kcl、mgcl2、alcl3、zncl2、na2so4、k2so4、mgso4、al2(so4)3、znso4中的至少一种。6.根据权利要求3所述的一种氮杂碳基负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中惰性气体为氮气，焙烧温度为500～900℃，升温速率为2～8℃/min，焙烧时间为2～6h，稀酸为浓度为1～10mol/l的稀盐酸。7.根据权利要求3所述的一种氮杂碳基负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中前驱体金属盐为铂盐、钯盐、镍盐、钴盐、铜盐中的一种，硼氢化钠水溶液的浓度为1～10mol/l。8.一种权利要求1或2所述催化剂或权利要求3～7任一项所述方法制备的催化剂的应用，其特征在于：应用于不饱和有机酸c＝c双键加氢反应中，具体为：将氮杂碳基负载型金属催化剂、不饱和有机酸反应底物和溶剂置于密闭体系下，h2置换排空体系内空气后充入h2，在压力为1～6mpa，温度为40～200℃下反应1～20h，冷却至室温，得到饱和羧酸类产物。9.根据权利要求8所述的氮杂碳基负载型金属催化剂的应用，其特征在于：以不饱和有机酸和溶剂的质量之和为100％计，所述氮杂碳基负载型金属催化剂的质量占比为0.1％～20％，不饱和有机酸的质量占比为1％～60％。10.根据权利要求8或9所述的氮杂碳基负载型金属催化剂的应用，其特征在于：所述不饱和有机酸为马来酸、戊烯二酸、反丁烯-1,4-二甲酸、反-2-己烯酸、3,3-二甲基丙烯酸、巴豆酸或衣康酸；溶剂为蒸馏水、四氢呋喃、1,4-二氧六环、γ-丁内酯和邻苯二甲酸酯中的一种。
技术总结
本发明属于复合材料催化剂技术领域，具体涉及氮杂碳基负载型金属催化剂及其制备方法和应用。所述催化剂的制备方法包括：先将碳源、氮源和金属盐混合均匀，于惰性气体气氛下焙烧，在稀酸溶液中洗涤，经固液分离，固体真空干燥后得到氮杂碳载体；再将前驱体金属盐和氮杂碳载体混合均匀，加入硼氢化钠进行还原，得到所述氮杂碳基负载型金属催化剂。本发明制备方法简单，原料廉价易得。本发明制得的催化剂在强酸性环境中具有优异的稳定性，而且氮的掺杂有利于吸附反应物中的羧酸基团，在不饱和有机酸的C＝C双键加氢中表现出优异的加氢活性，可用于强酸性条件下由不饱和有机酸C＝C双键加氢制备饱和羧酸的反应中。氢制备饱和羧酸的反应中。氢制备饱和羧酸的反应中。
技术研发人员：唐明兴 窦梦雨 李学宽 周立公
受保护的技术使用者：中国科学院山西煤炭化学研究所
技术研发日：2022.06.20
技术公布日：2022/9/2