一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂及其制备方法和应用

本发明属于负载型催化剂，具体涉及一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、单原子催化剂是一种特殊的负载型金属催化剂，专指载体上的所有金属组分都以单原子分散的形式存在，不存在同原子金属-金属键。单原子催化剂配位原子改变活性中心原子的电子结构，改变了金属原子对其它物质的吸附能力,提高选择性；同时活性组分用量少,成本低 在载体上分散性高，是催化剂发展的重要方向。

2、炔烃选择性加氢生成烯烃是合成化学中的一个基础且重要的转化反应。这种转化也是一种经典模型反应，可以用来评估新型催化剂或加氢方法的性能。在有机合成中，炔烃的选择性半氢化反应是一类极其重要的有机反应，产生的烯烃是药物合成、农药生产、复合材料加工生产等领域的基础原料。然而，如何抑制烯烃进一步加氢生成相应烷烃是一大难题。

3、针对上述技术背景，本发明旨在开发一种以单原子改性载体的方法，制备高活性、高选择性以及高稳定性的钯基催化剂。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂及其制备方法和应用，所得催化剂有着贵金属含量低，反应活性高、转化率高等多种优点。

2、本发明公开了一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂的制备方法，包括载体预处理、载体活化、ni浸渍及焙烧、pd浸渍、焙烧及催化剂活化，具体包括以下步骤：

3、（1）原料包括氢氧化铝粉体、去离子水、六水合硝酸镍及四氯钯酸钠；

4、（2）将氢氧化铝粉体置于马弗炉中焙烧，使氢氧化铝转化为氧化铝载体；

5、（3）将步骤（2）中的氧化铝载体放入管式炉中，在氢气气氛中进行活化，得到活化后的氧化铝载体；

6、（4）按比例，向步骤（3）活化后的氧化铝载体中加入六水合硝酸镍和去离子水，搅拌均匀后静置一段时间，之后在一定温度下加热搅拌干燥，干燥后放入马弗炉中在一定温度下焙烧，得到镍改性氧化铝载体；

7、（5）按比例，向步骤（4）的镍改性氧化铝载体中加入四氯钯酸钠和去离子水，搅拌均匀后静置一段时间，之后在一定温度下加热搅拌干燥，干燥后放入马弗炉中在一定温度下焙烧得到催化剂；

8、（6）将步骤（5）中得到的催化剂至于管式炉中，在氢气气氛中按一定时间保持一定温度活化，最终得到活化后的单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂。

9、进一步地，本发明还公开了步骤2）中的焙烧温度为400℃-600℃，焙烧时间为4-6小时。

10、进一步地，本发明还公开了步骤3）中的活化温度为500℃-800℃，活化时间为1-3小时。

11、进一步地，本发明还公开了步骤4）中，六水合硝酸镍与活化氧化铝载体的投料比为，以按镍负载量记为0.5%-2%。

12、进一步地，本发明还公开了步骤4）中的搅拌均匀后静置时间为7-8小时，搅拌干燥温度为85-95℃，置于马弗炉中于400℃-600℃下焙烧2-4小时。

13、进一步地，本发明还公开了步骤5）中的四氯钯酸钠与镍改性氧化铝载体的比例按钯负载量记为0.5%-2%，搅拌均匀后静置时间为7.5-8.5小时后，干燥温度为85-95℃，放入马弗炉中于400℃-600℃焙烧2-4小时。

14、进一步地，本发明还公开了步骤6）中催化剂的活化温度为250℃-350℃，活化时间为1-3小时。

15、更进一步地，本发明还公开了由限定制备方法得到的单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂。

16、更进一步地，本发明还公开了该单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂在炔烃衍生物半加氢反应中的应用，所述的炔烃衍生物为苯乙炔。

17、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

18、1）本发明以常见廉价氧化铝为载体，原料易得，成本低；

19、2）本发明采用并用ni单原子改性，并采用超低负载量及高分散的钯和镍（＜2%），大幅提高了反应选择性，在保证催化性能的前提下大幅降低活性金属用量，控制制备成本。

技术特征：

1.一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂的制备方法，包括载体预处理、载体活化、ni浸渍及焙烧、pd浸渍、焙烧及催化剂活化，其特征在于具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂的制备方法，其特征在于步骤2）中的焙烧温度为400℃-600℃，焙烧时间为4-6小时。

3.根据权利要求1所述的一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂的制备方法，其特征在于步骤3）中的活化温度为500℃-800℃，活化时间为1-3小时。

4.根据权利要求1所述的一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂的制备方法，其特征在于步骤4）中，六水合硝酸镍与活化氧化铝载体的投料比为，以按镍负载量记为0.5%-2%。

5.根据权利要求1所述的一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂的制备方法，其特征在于步骤4）中的搅拌均匀后静置时间为7-8小时，搅拌干燥温度为85-95℃，置于马弗炉中于400℃-600℃下焙烧2-4小时。

6.根据权利要求1所述的一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂的制备方法，其特征在于步骤5）中的四氯钯酸钠与镍改性氧化铝载体的比例按钯负载量记为0.5%-2%，搅拌均匀后静置时间为7.5-8.5小时后，干燥温度为85-95℃，放入马弗炉中于400℃-600℃焙烧2-4小时。

7.根据权利要求1所述的一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂的制备方法，其特征在于步骤6）中催化剂的活化温度为250℃-350℃，活化时间为1-3小时。

8.一种根据权利要求1-7任一项制备方法得到的单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂。

9.一种根据权利要求8所述的单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂在炔烃衍生物半加氢反应中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于炔烃衍生物为苯乙炔。

技术总结
本发明属于负载型催化剂技术领域，具体为一种单原子镍改性的氧化铝负载钯催化剂及其制备方法及应用。本发明提供负载型催化剂制备的方法，包括载体预处理、载体活化、Ni浸渍及焙烧、Pd浸渍、焙烧及催化剂活化等步骤。本发明通过采用限定的方法制备得到的负载型催化剂在炔烃半加氢反应中具有高反应活性和高烯烃选择性，且其制备方法简便，有着广泛的应用前景。

技术研发人员：王建国,宋鑫,邵方君
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13