一种碳负载型金属催化剂及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115739096A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211560789.7C07C1/22(2006.01)(22)申请日2022.12.07C07C9/15(2006.01)C07C9/22(2006.01)(71)申请人中山大学地址510275广东省广州市海珠区新港西路135号(72)发明人杨乐林红菊(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202专利代理师许羽冬(51)Int.Cl.B01J23/755(2006.01)C10L5/46(2006.01)B01J37/03(2006.01)B01J37/08(2006.01)B01J35/04(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种碳负载型金属催化剂及其制备方法与应用(57)摘要本发明涉及一种碳负载型金属催化剂及其制备方法与应用，包括如下步骤：（1）将（a）金属盐溶液与聚苯乙烯纳米球混匀，再加入碱溶液或者（b）聚苯乙烯纳米球与碱溶液混匀后，再加入金属盐溶液，进行共沉淀后离心，收集沉淀并洗涤，得到中性固体；（2）将步骤（1）所得中性固体，于热解气氛下热解，分解得到具有多级孔结构的碳负载型金属催化剂。本发明操作过程简单、成本低廉，所制得的金属催化剂催化活性高，且多级孔结构有利于促进反应传质以及改善积碳问题。CN115739096ACN115739096A权利要求书1/1页1.一种碳负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将（a）金属盐溶液与聚苯乙烯纳米球混匀，再加入碱溶液或者（b）聚苯乙烯纳米球与碱溶液混匀后，再加入金属盐溶液，进行共沉淀后离心，收集沉淀并洗涤，得到中性固体；（2）将步骤（1）所得中性固体，于热解气氛下热解，分解得到具有多级孔结构的碳负载型金属催化剂。2.根据权利要求1所述的碳负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液的溶剂为乙醇；所述金属盐溶液中的金属盐包括铁盐、钴盐、镍盐、铜盐中的至少一种。3.根据权利要求1所述的碳负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液中金属离子与聚苯乙烯纳米球的摩尔质量比均为金属离子：聚苯乙烯纳米球=5‑20mmol：4g。4.根据权利要求3所述的碳负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属盐为钴盐和镍盐的混合物，所述钴盐、镍盐与聚苯乙烯纳米球的摩尔质量比为10mmol:10mmol:4g。5.根据权利要求1所述的碳负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，碱溶液包括氨水、氢氧化钠中的任意一种；所述碱溶液调节溶液的pH值至8‑14。6.根据权利要求1所述的碳负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，热解气氛为氮气、氢气中的至少一种；所述热解的温度为500℃‑900℃。7.根据权利要求1所述的碳负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述聚苯乙烯纳米球的制备方法为：将聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯溶液混匀后，在保护气氛围内加热反应15分钟，加入过硫酸钾，溶液继续在保护气氛围内加热，反应24小时后得到单分散的胶体聚苯乙烯，随后离心取沉淀、水洗涤，干燥，最终得到聚苯乙烯纳米球。8.根据权利要求7所述的碳负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯与过硫酸钾的质量体积比为聚乙烯吡咯烷酮：苯乙烯：过硫酸钾=0.3g：30ml：0.1g；所述加热的温度为75℃。9.采用权利要求1‑8任一项所述的制备方法所制备的碳负载型金属催化剂。10.权利要求9所述的碳负载型金属催化剂在催化脂肪酸加氢制备直链烷烃的应用。2CN115739096A说明书1/6页一种碳负载型金属催化剂及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明涉及催化剂领域，特别涉及一种碳负载型金属催化剂及其制备方法与应用。背景技术[0002]化石燃料的消耗带来了重大的环境问题和相关的能源问题。同时，化石燃料也面临许多的局限性，如储量有限、含硫量高和不可再生。因此，这些劣势都在不断促进发展低污染或无污染的可带生能源。与传统化石燃料相比，生物燃料因其可再生性和低污染而被认为是一种理想的替代燃料。脂肪酸是合成生物燃油的重要原料，可经脱氧得到烷烃燃料。脂肪酸来源丰富，可由动植物油和城市污泥废水中的油脂水解获得。脂肪酸的碳链长度一般为C12‑C24，其中以C16和C18为最多。脂肪酸加氢脱除氧原子的产物主要为正构烷烃、异构烷烃(部分正构烷烃发生异构化反应生成)、丙烷、水、一氧化碳、二氧化碳等。加氢反应主要有加氢脱水和加氢脱羧两条途径：加氢脱水是在加氢活性位的催化作用下，将油脂的酯基加氢还原至烷烃，得到的烷烃碳链保持脂肪酸原有碳原子个数(主要为十六烷和十八烷)，该反应放热量较高，在相