埃洛石负载的镍基纳米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CN115532265A(43)申请公布日2022.12.30(21)申请号202211156447.9(22)申请日2022.09.22(71)申请人河北大学地址071002河北省保定市五四东路180号(72)发明人白国义李文炅吴清瑶(74)专利代理机构石家庄国域专利商标事务所有限公司13112专利代理师胡素梅(51)Int.Cl.B01J23/755(2006.01)B01J35/10(2006.01)C07C67/303(2006.01)C07C69/75(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图9页(54)发明名称埃洛石负载的镍基纳米催化剂及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供了一种埃洛石负载的镍基纳米催化剂及其制备方法与应用。该催化剂具有磁性，在所述催化剂中分散有活性组分Ni，活性组分Ni的粒径为<1nm。本发明所提供的催化剂活性优异，可与贵金属催化剂相媲美。在邻苯二甲酸酯加氢生成环己烷二甲酸酯反应中，邻苯二甲酸二辛酯的转化率为99％，1,2‑环己烷二甲酸二辛酯的选择性也为99％；又因为催化剂具有磁性，每次反应后，通过外部磁场简单的磁分离、清洗，可以在后续反应中套用。催化剂可以连续使用9次，催化性能保持不变，具有优异的循环套用性能，稳定性好。本发明制备方法简单，成本低，重复性好，且可循环套用多次，具有广泛的工业应用前景。CN115532265ACN115532265A权利要求书1/1页1.一种埃洛石负载的镍基纳米催化剂，其特征是，在埃洛石的管内以及管外分布有镍纳米颗粒，在埃洛石的管外还分布有氧化镁，埃洛石的表面还存在由氟离子蚀刻的孔洞。2.根据权利要求1所述的埃洛石负载的镍基纳米催化剂，其特征是，所述镍纳米颗粒的粒径小于1nm。3.根据权利要求1所述的埃洛石负载的镍基纳米催化剂，其特征是，所述镍纳米颗粒的含量为25～30wt％。4.一种权利要求书1所述埃洛石负载的镍基纳米催化剂的制备方法，其特征是，包括如下步骤：a、使埃洛石在N‑甲基吡咯烷酮中超声分散，得到分散均匀的埃洛石溶液；b、在分散均匀的埃洛石溶液中加入镍的无机盐、镁的无机盐、沉淀剂和氟化铵，于100～200℃下进行回流反应，经固液分离、洗涤、干燥、空气气氛下焙烧得到催化剂前驱体；c、将所得催化剂前驱体在氢气气氛下还原，即得埃洛石负载的镍基纳米催化剂。5.根据权利要求4所述的埃洛石负载的镍基纳米催化剂的制备方法，其特征是，步骤a中，埃洛石与N‑甲基吡咯烷酮的质量比为1:75～125，超声分散时间为0.5～2h。6.根据权利要求4所述的埃洛石负载的镍基纳米催化剂的制备方法，其特征是，步骤b中，埃洛石与镍的无机盐、镁的无机盐、沉淀剂、氟化铵的质量比为1:0.2～3:0.1～2:1～6:0.1～2。7.根据权利要求4所述的埃洛石负载的镍基纳米催化剂的制备方法，其特征是，步骤b中，焙烧工艺具体为：以1～10℃/min升温速率升温至300～700℃，焙烧1～10h。8.根据权利要求4所述的埃洛石负载的镍基纳米催化剂的制备方法，其特征是，步骤c中，还原温度为350～600℃，还原时间为1～3h。9.权利要求1所述埃洛石负载的镍基纳米催化剂在加氢反应中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征是，所述加氢反应是邻苯二甲酸酯加氢生成环己烷二甲酸酯的反应。2CN115532265A说明书1/7页埃洛石负载的镍基纳米催化剂及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明涉及催化材料领域，具体地说是一种埃洛石负载的镍基纳米催化剂及其制备方法与应用。背景技术[0002]邻苯二甲酸酯类化合物是一种可以大幅提高塑料制品的柔韧性和耐久性的增塑剂；邻苯二甲酸酯类化合物的使用量巨大，仅2014年一年的使用量达到840万吨，占全球使用量的70％。但邻苯二甲酸酯也是破坏内分泌系统导致癌症、肥胖和生殖问题的主要化学物质之一，因此，研究者们致力开发新型环保、友好的增塑剂。邻苯二甲酸酯的氢化产物环己烷二羧酸酯化合物即是一种环境友好的增塑剂，与邻苯类增塑剂相比，其增塑性能相似或更优，并且可在自然环境中降解，因此，许多国家已批准可将其用于玩具、医疗器械和食品包装等塑料行业。[0003]由于邻苯二甲酸酯具有苄基环结构并与两个吸电子基团‑羧基相连接，环上的氢化反应很难发生，因此，如何采用邻苯二甲酸酯制备得到环己烷二羧酸酯化合物是需要解决的关键问题。现有邻苯二甲酸酯的氢化催化剂需要以贵金属为主催化活性组分，成本高，限制了其在实际生产中的应用。因此，设计并制备价格低廉、高效稳定的新型催化剂用于邻苯二甲酸酯的催化加氢制备环己二甲酸酯在工业生产上具有重大意义。[0004]镍基催化剂作为贵金属催化剂的低成本替代品，在催化加氢生产各种中间体方面受到了特别关注