一种铂基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CN114618585A(43)申请公布日2022.06.14(21)申请号202011455311.9(22)申请日2020.12.10(71)申请人中国科学院大连化学物理研究所地址116023辽宁省大连市中山路457号(72)发明人石松高进徐杰杜文强郑玺朱国志(74)专利代理机构北京元周律知识产权代理有限公司11540专利代理师张梅娟(51)Int.Cl.B01J31/06(2006.01)B01J35/00(2006.01)B01J35/10(2006.01)C07C51/235(2006.01)C07C57/05(2006.01)权利要求书3页说明书5页附图1页(54)发明名称一种铂基催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本申请公开了一种铂基催化剂及其制备方法和应用，所述铂基催化剂包括载体和负载于所述载体上的金属Pt纳米颗粒；所述载体为具有酸性位的多孔有机聚合物。与传统的酸催化剂相比，本申请铂基催化剂，耐水性以及热稳定性好，不易坍塌以及流失，催化剂的使用寿命长。该催化剂应用在异丁醛的氧化制备甲基丙烯酸的反应中，单程转化率达到90％以上，甲基丙烯酸单程收率达到60％以上。CN114618585ACN114618585A权利要求书1/3页1.一种铂基催化剂，其特征在于，所述铂基催化剂包括载体和负载于所述载体上的金属Pt纳米颗粒；所述载体为具有酸性位的多孔有机聚合物。2.根据权利要求1所述的铂基催化剂，其特征在于，所述多孔有机聚合物具有含有磺酸基团取代的苯环。3.根据权利要求1所述的铂基催化剂，其特征在于，所述多孔有机聚合物通过化合物I和化合物II聚合得到；所述化合物I具有式(I)结构，所述化合物II具有式(II)结构；其中，R1选自甲氧基、甲基、乙基、苯基中的任意一种；R2选自甲氧基、甲基、乙基、苯基中的任意一种‑SH、‑CH2‑SH中的任意一种。4.根据权利要求1所述的铂基催化剂，其特征在于，所述金属Pt纳米颗粒的负载量为0.1‑1wt％。5.权利要求1‑4任一项所述铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法至少以下步骤：步骤1、将含有化合物I和化合物II的混合物，在催化剂存在的条件下，聚合反应，得到多孔有机聚合物；所述化合物I具有式(I)结构，所述化合物II具有式(II)结构；2CN114618585A权利要求书2/3页其中，R1选自甲氧基、甲基、乙基、苯基中的任意一种；R2选自甲氧基、甲基、乙基、苯基中的任意一种‑SH、‑CH2‑SH中的任意一种；步骤2、将所述多孔有机聚合物分散于含有Pt元素溶液中浸渍，得到含有Pt离子的多孔有机聚合物；步骤3、将所述含有Pt离子的多孔有机聚合物在还原气氛中，进行还原反应，得到负载有金属Pt的多孔有机聚合物；步骤4、对所述负载有金属Pt的多孔有机聚合物，在氧化剂存在的条件下，进行氧化反应，得到所述铂基催化剂。6.根据权利要求5所述的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述化合物I和化合物II的质量比为4:1‑50:1；优选地，步骤1中，所述混合物中还包括二甲氧基甲烷；优选地，所述二甲氧基甲烷的用量为所述化合物I质量的20‑80％；优选地，步骤1中，所述催化剂的用量为化合物I和化合物II总质量的20‑60％；优选地，所述催化剂为路易斯酸催化剂；进一步优选地，路易斯酸催化剂可以为三氯化铝、三氯化铁或者三氟化硼中的任意一种；优选地，步骤1中，所述聚合反应的条件为：聚合反应温度为80‑160℃，聚合反应时间为12‑48h；优选地，步骤1还包括，对所述多孔有机聚合物进行索氏提取；所述索氏提取所采用的溶剂为甲醇。7.根据权利要求5所述的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述Pt元素来源于铂酸盐；所述铂酸盐选自氯铂酸、氯铂酸钠、氯铂酸钾中的至少一种；优选地，所述溶液中，铂酸盐的浓度为0.2‑1.5wt％；优选地，步骤2中，浸渍时间为12‑24h；优选地，步骤3中，所述还原气氛包括氢气；所述还原反应条件为：3CN114618585A权利要求书3/3页还原反应温度150‑260℃，还原反应时间为4‑12h；优选地，步骤3中，所述氧化剂包括双氧水；所述双氧水的浓度为3‑10wt％；所述双氧水的用量为化合物II摩尔量的3‑8倍；优选地，步骤3中，所述氧化反应时间为12‑24h。8.一种甲基丙烯酸的制备的方法，其特征在于，将异丁醛在氧化气氛中，在催化剂存在条件下反应，得到甲基丙烯酸；所述催化剂选自权利要求1‑4任一项所述的铂基催化剂、权利要求5‑7任一项所述方法制备得到的铂基催化剂中的至少一种。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述氧化气氛包括氧气和水蒸气；所述氧气和水蒸气的体积比为1:1至1:10。10.根据权利要求8所述的制备