一种催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115301270A(43)申请公布日2022.11.08(21)申请号202210875582.2(22)申请日2022.07.21(71)申请人北京大学深圳研究生院地址518000广东省深圳市南山区西丽街道深圳大学城北大园区H栋208室(72)发明人杨世和洪梅袁海丰钱微王高鹏鞠敏(74)专利代理机构深圳市深联知识产权代理事务所(普通合伙)44357专利代理师张琪(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图3页(54)发明名称一种催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于催化剂技术领域，公开了一种催化剂及其制备方法和应用。该催化剂包括活性组分和用于负载所述活性组分的载体；载体为N掺杂分级碳，所述活性组分为稀合金纳米粒子；稀合金纳米粒子包括贵金属M和贱金属Co；M选自Pd、Pt、Ru、Au、Ir和Rh中的任意一种。该催化剂具有良好的底物普适性，当底物为醛酮化合物、喹啉类化合物、硝基化合物、酚类化合物、烯或炔类化合物、或杂环化合物及苄醇中的任意一类时，催化剂均显示出优异的催化活性和高的目标产物收率。CN115301270ACN115301270A权利要求书1/1页1.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂包括活性组分和用于负载所述活性组分的载体；所述载体为N掺杂分级碳，所述活性组分为稀合金纳米粒子；所述稀合金纳米粒子包括贵金属M和贱金属Co；所述M选自Pd、Pt、Ru、Au、Ir和Rh中的任意一种。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，以所述载体质量为基准，所述贵金属M的质量为载体质量的0.1‑1.5％。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述N掺杂分级碳具有孔或管状空腔，所述稀合金纳米粒子封装于所述N掺杂分级碳的孔或管状空腔中。4.权利要求1‑3任一项所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将碳氮化合物加热，发生反应生成富氮化合物，然后通过所述富氮化合物、钴盐、咪唑类物质反应，制得纳米复合材料，再进行加热反应，所述加热反应的温度为700‑800℃，生成负载Co的载体；(2)将步骤(1)制得的负载Co的载体与贵金属M的盐反应，得到的产物进行热处理，制得所述催化剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碳氮化合物选自尿素、三聚氰胺或者双氰胺中的至少一种；步骤(1)中，所述对碳氮化合物加热的温度为500‑600℃，发生反应的时间为2‑5小时；步骤(1)中，富氮化合物、钴盐、咪唑类物质的质量比为0.1‑0.5∶(0.2‑1)∶(0.3‑1)。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述富氮化合物、钴盐、咪唑类物质反应的过程中，是先将富氮化合物、钴盐溶解于溶剂中，获得溶液A；然后将咪唑类物质溶解于溶剂中，获得溶液B，再在1000‑2000转/分钟的搅拌速度下，将溶液B倒入溶液A中，搅拌12‑24小时，得到悬浮液，洗涤，离心，干燥，制得纳米复合材料。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的具体过程为：将负载Co的载体与溶剂混合，制得悬浮液，然后加入贵金属M的盐，在800‑1200转/分钟的搅拌速度下搅拌10‑14小时，离心获得沉淀物，洗涤，烘干，获得的产物在H2/Ar的流动氛围下在150‑300℃下处理1‑3小时，制得所述催化剂。8.权利要求1‑3中任一项所述的催化剂在醛酮化合物、喹啉类化合物、硝基化合物、酚类化合物、烯或炔类化合物、或杂环化合物的定向氢化反应，以及在苄醇的选择性氧化反应中的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用中，用于醛酮化合物、喹啉类化合物、硝基化合物、酚类化合物、烯或炔类化合物、或杂环化合物的定向氢化反应的具体过程为：将5‑15mL的去离子水加入到50mL高压反应釜中，再加入底物和催化剂，底物与催化剂的优选摩尔比为(200‑6000)∶1，高压反应釜中充入0.2‑1.0MPa的H2，在25‑100℃下搅拌30‑360min，冷却，将剩余氢气排除，离心分离催化剂。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用中，用于苄醇的选择性氧化反应的具体过程为：将5‑15mL的溶剂加入到50mL高压反应釜中，再加入苄醇和催化剂，苄醇与催化剂优选摩尔比为(5000‑15000)∶1，高压反应釜中加入5‑15mL的H2O2或0.5‑1.5MPa的O2，在70‑110℃下搅拌90‑360min，冷却，将剩余氢气排除，离心分离催化剂。2CN115301270A说明书1/10页一种催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于催化剂技术领域，特别涉及一种催化剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]稀合金(Di