一種非晶態(tài)納米銠鈀合金的制備方法及其催化應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了屬于納米材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】的一種非晶態(tài)納米級(jí)銠鈀合金的制備方法。本發(fā)明選用油胺作為溶劑和還原劑，三正辛基膦作為保護(hù)劑，采用高溫溶膠還原法制得了均勻且分散的非晶態(tài)納米級(jí)銠鈀合金。本發(fā)明所述的方法具有步驟簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高，制備的納米顆粒粒徑小且均勻，重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)。將制得的非晶態(tài)納米級(jí)銠鈀作為催化劑應(yīng)用于苯乙炔加氫制苯乙烯反應(yīng)中，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)物的選擇性高，催化劑穩(wěn)定性好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種非晶態(tài)納米銠鈀合金的制備方法及其催化應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種非晶態(tài)納米級(jí)銠鈀合金的制備方法及其催化應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶態(tài)合金材料由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，具有優(yōu)良的物理、化學(xué)、機(jī)械、力學(xué)等性能，如高耐腐蝕性、高透磁率、低損耗磁芯、超導(dǎo)和催化等性能，被稱(chēng)為“世紀(jì)性材料”。非晶態(tài)合金具有短程有序而長(zhǎng)程無(wú)序的結(jié)構(gòu)特征，這種結(jié)構(gòu)有利于反應(yīng)物的吸附，同時(shí)又具有分布均勻的活性位，這些活性位均是不飽和的，有利于反應(yīng)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化。非晶態(tài)合金作為催化材料研究雖然起步較晚，但進(jìn)展較快，大多被用作加氫反應(yīng)。
[0003]苯乙烯單體中含有苯乙炔(PA)，不僅會(huì)增加苯乙烯陰離子聚合時(shí)的催化劑消耗量，影響鏈長(zhǎng)和聚合速度，而且會(huì)導(dǎo)致聚苯乙烯性能變壞，如變色、降解、變味和釋放出氣味等。因此，苯乙炔選擇性加氫制備苯乙烯在精細(xì)化學(xué)品和聚合物的生產(chǎn)中具有十分重要的意義。常用的催化劑組分為過(guò)渡金屬，其中以貴金屬Pd最為普遍。Pd作為催化劑催化苯乙炔加氫雖然活性很高，但選擇性并不理想。研究表明，向單一金屬催化劑中加入一種或幾種少量適當(dāng)?shù)钠渌M分，往往會(huì)使催化劑的性能得到改善。另外結(jié)合非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)苯乙炔加氫反應(yīng)的選擇性有很大改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是 提供一種非晶態(tài)納米級(jí)銠鈀合金的制備方法。本發(fā)明在油胺中加入鈀源和銠源，用三正辛基膦作為保護(hù)劑調(diào)節(jié)形貌，然后高溫還原，最后離心洗滌得到非晶態(tài)納米錯(cuò)鈕合金。
[0005]本發(fā)明以油胺為溶劑和還原劑，三正辛基膦為保護(hù)劑制得非晶態(tài)的納米級(jí)銠鈀合金，顆粒粒徑為4.8-5.2nm，且均勻分散。
[0006]本發(fā)明采用高溫溶膠還原法制備非晶態(tài)納米銠鈀合金，具體制備步驟如下:室溫條件下，量取3ml-5ml油胺，加入1.8-2.2mg乙酰丙酮錯(cuò)和1.3-1.7mg乙酰丙酮!B,加入60-100 μ L三正辛基膦，超聲15-30min，磁力攪拌5_20分鐘；然后將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中，放入恒溫干燥箱，200-220°C反應(yīng)16-24h ;將反應(yīng)后的漿液用60_70°C體積比為(10:1)-(20:1)的乙醇和環(huán)己烷混合溶劑離心洗滌3-5次，將離心后的沉淀物分散在4mL環(huán)己烷中即得非晶態(tài)納米銠鈀合金。
[0007]將上述制備得到的非晶態(tài)納米銠鈀合金應(yīng)用于催化苯乙炔選擇加氫制苯乙烯反應(yīng)。
[0008]上述的非晶態(tài)納米銠鈀合金催化苯乙炔選擇加氫制苯乙烯的反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度25-30°C，反應(yīng)壓力常壓，催化劑非晶態(tài)納米銠鈀合金與反應(yīng)底物苯乙炔的摩爾比為(1:1000) - (1:1200)，反應(yīng)時(shí)間為3-511。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:選用金屬的乙酰丙酮鹽作為銠源和鈀源，油胺作為溶劑和還原劑，三正辛基膦作為保護(hù)劑，一步還原制得非晶態(tài)納米合金。本發(fā)明提供的非晶態(tài)納米級(jí)銠鈀合金的制備方法具有步驟簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高，制備的納米顆粒粒徑小且均勻，重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)。并將該催化劑應(yīng)用于苯乙炔加氫制苯乙烯的反應(yīng)，催化劑與反應(yīng)底物比例為1:1200時(shí)，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物使用島津公司氣相色譜進(jìn)行在線定量分析，30°C下苯乙炔的轉(zhuǎn)化率為100%，目標(biāo)產(chǎn)物苯乙烯的選擇性為85%，且反應(yīng)溫度低，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)物的選擇性高，循環(huán)性好。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是實(shí)施例1制備的非晶態(tài)納米銠鈀合金的透射電鏡照片。
[0011]圖2是實(shí)施例1制備的非晶態(tài)納米銠鈀合金的X射線粉末衍射譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0013]實(shí)施例1
[0014]25°C條件下，稱(chēng)取乙酰丙酮銠2mg，稱(chēng)取乙酰丙酮鈀1.5mg，加入5ml油胺中，再加入三正辛基膦60 μ L，將上述混合物加入25ml燒杯中，25°C下超聲20min，隨后在25°C下磁力攪拌20分鐘；將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至IOml高壓反應(yīng)釜中，200°C反應(yīng)16h，反應(yīng)后漿液用70°C體積比為10:1的乙醇和環(huán)己烷混合溶劑離心洗滌3次后，將離心后的沉淀物分散在4mL環(huán)己烷中即得非晶態(tài)納米銠鈀合金，其顆粒粒徑為5nm，且分散均勻。
[0015]將上述制備的非晶態(tài)納米銠鈀合金作為催化劑催化苯乙炔加氫制備苯乙烯，反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度30°C，反應(yīng)壓力常壓，催化劑非晶態(tài)納米銠鈀合金與反應(yīng)底物苯乙炔的摩爾比為1:1200，反應(yīng)時(shí)間為2.5h。
[0016]經(jīng)測(cè)試，反應(yīng)物苯乙炔轉(zhuǎn)化率為100%，目標(biāo)產(chǎn)物苯乙烯的選擇性為87%。實(shí)施例2
[0017]25°C條件下，稱(chēng)取乙酰丙酮銠1.3mg，稱(chēng)取乙酰丙酮鈀2mg，加入5ml油胺中，再加入三正辛基膦60 μ L，將上述物質(zhì)加入25ml燒杯中，25°C下超聲20min，隨后在25°C下磁力攪拌20分鐘；將漿液轉(zhuǎn)移至IOml反應(yīng)釜中，200°C反應(yīng)16h，反應(yīng)后漿液用70°C體積比為10:1的乙醇和環(huán)己烷混合溶劑離心洗滌3次后，將離心后的沉淀物分散在4mL環(huán)己烷中即得非晶態(tài)納米銠鈀合金，其顆粒粒徑為4.9nm，且分散均勻。
[0018]將上述制備的非晶態(tài)納米銠鈀合金作為催化劑催化苯乙炔加氫制備苯乙烯，反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度30°C，反應(yīng)壓力常壓，催化劑非晶態(tài)納米銠鈀合金與反應(yīng)底物苯乙炔的摩爾比為1:1200，反應(yīng)時(shí)間為2.5h。
[0019]經(jīng)測(cè)試，反應(yīng)物苯乙炔轉(zhuǎn)化率為100%，目標(biāo)產(chǎn)物苯乙烯的選擇性為85%。實(shí)施例3
[0020]25°C條件下，稱(chēng)取乙酰丙酮銠2.6mg，稱(chēng)取乙酰丙酮鈀lmg，加入5ml油胺中，再加入三正辛基膦100 μ L，將上述物質(zhì)加入25ml燒杯中，25 °C下超聲20min，隨后在25°C下磁力攪拌20分鐘；將漿液轉(zhuǎn)移至IOml反應(yīng)釜中，200°C反應(yīng)16h，反應(yīng)后漿液用65°C體積比為10:1的乙醇和環(huán)己烷混合溶劑離心洗滌3次后，將離心后的沉淀物分散在4mL環(huán)己烷中即得非晶態(tài)納米銠鈀合金，其顆粒粒徑為5.2nm，且分散均勻。
[0021]將上述制備的非晶態(tài)納米銠鈀合金作為催化劑催化苯乙炔加氫制備苯乙烯，反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度30°C，反應(yīng)壓力常壓，催化劑非晶態(tài)納米銠鈀合金與反應(yīng)底物苯乙炔的摩爾比為1:1200，反應(yīng)時(shí)間為2.5h。
[0022]經(jīng)測(cè)試，反應(yīng)物苯乙炔轉(zhuǎn)化率為100%，目標(biāo)產(chǎn)物苯乙烯的選擇性為89%。
【權(quán)利要求】
1.一種非晶態(tài)納米銠鈀合金，其特征在于，其是以油胺為溶劑和還原劑，三正辛基膦為保護(hù)劑制得的非晶態(tài)的納米級(jí)合金，顆粒粒徑為4.8-5.2nm，且均勻分散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非晶態(tài)納米銠鈀合金的制備方法，其特征在于，所述的制備方法為高溫溶膠還原法，具體制備步驟如下:室溫條件下，量取3ml-5ml油胺，力口入1.8-2.2mg乙酰丙酮銠和1.3-1.7mg乙酰丙酮鈀，加入60-100 μ L三正辛基膦，超聲15-30min，磁力攪拌5-20分鐘；然后將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中，放入恒溫干燥箱，200-220°C反應(yīng)16-24h ;將反應(yīng)后的漿液用60_70°C體積比為(10:1)-(20:1)的乙醇和環(huán)己烷混合溶劑離心洗滌3-5次，將離心后的沉淀物分散在4mL環(huán)己烷中即得非晶態(tài)納米銠鈀I=1-Wl O
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法制備得到的非晶態(tài)納米銠鈀合金催化苯乙炔選擇加氫制苯乙烯的應(yīng)用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的非晶態(tài)納米銠鈀合金催化苯乙炔選擇加氫制苯乙烯的反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度25-30°C，反應(yīng)壓力常壓，催化劑非晶態(tài)納米銠鈀合金與反應(yīng)底物苯乙炔的摩爾比為(1:1000) - (1:1200)，反應(yīng)時(shí)間為3-5h。
【文檔編號(hào)】B22F9/24GK103785858SQ201410076656
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】衛(wèi)敏, 任夢(mèng)蕊, 陳嘉樂(lè), 段雪 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)