一種高選擇性多巴胺鉑炭催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高選擇性多巴胺鉑炭催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉑族金屬催化劑具有良好的催化性能，在石油化工和有機(jī)合成中占有極其重要的地位，廣泛用于加氫、脫氫、氧化、還原、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、裂化等反應(yīng)。催化劑的催化性能，除取決于催化劑的組成和含量之外，還與催化劑的制備方法和工藝條件等密切相關(guān)，同一種原料，相同的組成和含量，制備方法不同，催化劑的活性和熱穩(wěn)定性可能有很大的差異。因此，研宄高選擇性鉑炭催化劑的制備方法具有極為重要的意義。
[0003]傳統(tǒng)沉淀法或浸漬法在制備鉑炭催化劑的過程中，活性組分的粒徑、分散度和催化劑的選擇性均受載體炭的物化性質(zhì)、攪拌的速度、反應(yīng)的溫度、反應(yīng)體系的濃度、還原劑的濃度及其種類等復(fù)雜因素影響。如在沉淀一還原過程中鉑晶核會在液相中或載體表面上長大、團(tuán)聚，所制備的催化劑的活性組分顆粒范圍廣、粒徑大、分布不均勻、分散度低，難以制備尚選擇性尚活性長壽命的鉬炭催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種高選擇性多巴胺鉑炭催化劑的制備方法，本發(fā)明不但解決了傳統(tǒng)沉淀法和浸漬法活性低、選擇性差和使用壽命短等問題，而且保持了與膠體鉑催化劑相似的粒徑分布和顆粒尺寸。
[0005]一種高選擇性多巴胺鉑炭催化劑的制備方法，其特征在于，其制備方法的步驟如下:
O鉑前驅(qū)體溶液的制配
稱取氯鉑酸，加去離子水稀釋鉑至20-50g/L，并向氯鉑酸溶液中加入潤滑劑，在攪拌下，調(diào)節(jié)pH至1-5，制得鉑前驅(qū)體溶液；
2)多巴胺前驅(qū)體溶液的制配
采用的原料為無水乙醇，多巴胺、氫氧化鈉、去離子水、分散劑，步驟是將無水乙醇劇烈攪拌，滴加多巴胺制得得溶液A，將水、乙醇、氫氧化鈉、分散劑均勻混合，制得溶液B ;在劇烈攪拌的情況下，將溶液A滴加到溶液B中，滴加完成停止攪拌。
[0006]3 )催化框架的洗滌
在常溫下，將氧化鋁陶瓷發(fā)泡體用2倍體積的0.01mol/L的酸處理20分鐘，用2_4倍體積的去離子水清洗，然后用2倍體積的中性洗滌劑的超聲清洗，用2-4倍體積的去離子水清洗，采用無水乙醇浸泡2-5小時，干燥；
4)摻雜活性炭的鉑前驅(qū)體溶液
將納米活性炭采用2倍體積的0.5mol/L的硝酸處理4h，過濾，用2_4倍質(zhì)量的去離子水浸泡，在攪拌下，調(diào)節(jié)PH至1-5，浸泡4-12h，過濾、干燥，然后將干燥后的納米活性炭放入鉑前驅(qū)體溶液，加入高分子分散劑，形成摻雜活性炭的鉑前驅(qū)體溶液；
5)鉑金屬催化框架的制備
將4)中的摻雜活性炭的鉑前驅(qū)體溶液放入到專用塑料桶，采用提拉的方式將3)中的發(fā)泡體浸漬在專用塑料桶內(nèi)，經(jīng)多次提拉后，將鉑金屬催化框架自然晾干，然后將晾干后的催化框架高溫?zé)Y(jié)，至完全發(fā)白，自然冷卻；
6)多巴胺鉑炭催化框架的制備
將5)中的鉑金屬催化框架加入到2)中的多巴胺前驅(qū)體溶液中，采用多次提拉的方式，然后將提拉后的催化劑框架放入到干燥箱中，經(jīng)無水乙醇洗滌，干燥得到多巴胺鉑炭催化框架。
[0007]其中，所述步驟I)中的潤滑劑為蓖麻油、硅油、脂肪酸酰胺、油脂、油酸和羧酸的一種或幾種配制而成。
[0008]其中，所述步驟2 )中的所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、纖維素衍生物、聚丙烯酰胺、古爾膠、脂肪酸聚乙二醇酯。
[0009]其中，所述步驟5)中的高溫?zé)Y(jié)溫度為300-450°C。
[0010]其中，所述步驟5)中的鉬金屬催化框架為10_80ppi，鉬金屬催化框架的活性炭負(fù)載量為5-10%，鉑的負(fù)載量為0.5-15%。
[0011]其中，所述步驟6)中的多巴胺鉑炭催化框架中多巴胺與鉑金屬形成表面螯合，形成表面鍵。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明的制備方法，不但解決了傳統(tǒng)沉淀法和浸漬法活性低、選擇性差和使用壽命短等問題，而且保持了與膠體鉑催化劑相似的粒徑分布和顆粒尺寸。
[0013](2)本發(fā)明的制備方法節(jié)能環(huán)保、易于控制、穩(wěn)定性好，制備的鉑炭催化劑活性組分顆粒范圍窄、粒徑小、分布均勻、活性高、選擇性好、使用壽命長。
[0014](3)本發(fā)明制得的產(chǎn)品具有良好的粘附效果，耐溫性以及極強(qiáng)的催化效果。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
實(shí)施例1
本發(fā)明提供一種高選擇性多巴胺鉑炭催化劑的制備方法，其特征在于，其制備方法的步驟如下:
1)鉑前驅(qū)體溶液的制配
準(zhǔn)確稱取氯鉑酸394.74g (氯鉑酸中鉑含量38.0 % )，加去離子水稀釋鉑至50g/L，并向氯鉑酸溶液中加入150g蓖麻油(潤滑劑)，攪拌下，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的似20)3溶液調(diào)節(jié)其pH至1，制得鉑前驅(qū)體溶液；
2)多巴胺前驅(qū)體溶液的制配
采用的原料為無水乙醇，多巴胺、氫氧化鈉、去離子水、聚乙烯吡咯烷酮，步驟是將無水乙醇劇烈攪拌，滴加多巴胺制得得溶液A，將水、乙醇、氫氧化鈉、聚乙烯吡咯烷酮均勻混合，制得溶液B ;在劇烈攪拌的情況下，將溶液A滴加到溶液B中，滴加完成停止攪拌。
[0016]3)催化框架的洗滌在常溫下，將氧化鋁陶瓷發(fā)泡體用2倍體積的0.0lmol/L的酸處理20分鐘，用4倍體積的去離子水清洗，然后用2倍體積的中性洗滌劑的超聲清洗，用4倍體積的去離子水清洗，采用無水乙醇浸泡5小時，干燥；
4)摻雜活性炭的鉑前驅(qū)體溶液
將納米活性炭采用2倍體積的0.5mol/L的硝酸處理4h，過濾，用2_4倍質(zhì)量的去離子水浸泡，在攪拌下，調(diào)節(jié)PH至5，浸泡12h，過濾、干燥，然后將干燥后的納米活性炭放入鉑前驅(qū)體溶液，加入高分子分散劑，形成摻雜活性炭的鉑前驅(qū)體溶液；
5)鉑金屬催化框架的制備
將4)中的摻雜活性炭的鉑前驅(qū)體溶液放入到專用塑料桶，采用提拉的方式將3)中的發(fā)泡體浸漬在專用塑料桶內(nèi)，經(jīng)多次提拉后，將鉑金屬催化框架自然晾干，然后將晾干后的催化框架高溫?zé)Y(jié)，至完全發(fā)白，自然冷卻；
6)多巴胺鉑炭催化框架的制備
將5)中的鉑金屬催化框架加入到2)中的多巴胺前驅(qū)體溶液中，采用多次提拉的方式，然后將提拉后的催化劑框架放入到干燥箱中，經(jīng)無水乙醇洗滌，干燥得到多巴胺鉑炭催化框架。
[0017]該產(chǎn)品的，活性炭負(fù)載量為5%，鉑的負(fù)載量為0.5%。
[0018]該產(chǎn)品催化劑對鄰氯硝基苯催化加氫制備鄰氯苯胺反應(yīng)具有很好的催化性能，在鄰氯硝基苯為1.6g，異丙醇為15mL，催化劑用量為15.0mg，反應(yīng)溫度為40°C下，常壓反應(yīng)45min，獲得鄰氯硝基苯轉(zhuǎn)化率和鄰氯苯胺選擇性分別為100%和97%，重復(fù)利用10次后依然保持較好的催化活性。
[0019]實(shí)施例2
本發(fā)明提供一種高選擇性多巴胺鉑炭催化劑的制備方法，其特征在于，其制備方法的步驟如下:
O鉑前驅(qū)體溶液的制配
準(zhǔn)確稱取氯鉑酸394.74g (氯鉑酸中鉑含量38.0 % )，加去離子水稀釋鉑至30g/L，并向氯鉑酸溶液中加入300g脂肪酸酰胺(潤滑劑)，在攪拌下，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的NaHCO3溶液調(diào)節(jié)其pH至2.5，制得鉑前驅(qū)體溶液；
2)多巴胺前驅(qū)體溶液的制配
采用的原料為無水乙醇，多巴胺、氫氧化鈉、去離子水、三乙基己基磷酸，步驟是將無水乙醇劇烈攪拌，滴加多巴胺制得得溶液A，將水、乙醇、氫氧化鈉、三乙基己基磷酸均勻混合，制得