本發(fā)明涉及不飽和共聚物加氫領(lǐng)域，具體地，涉及一種磁性納米貴金屬催化劑及其制備方法、制備氫化丁腈橡膠的方法、氫化丁腈橡膠及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、氫化丁腈橡膠擁有良好的耐磨、耐低溫(-40℃)、耐氧化、耐臭氧和熱穩(wěn)定性等性能，可用于制造汽車(chē)燃油系統(tǒng)的零部件、油田防噴器、核電站的密封件和印染膠輥等，目前主要通過(guò)丁腈橡膠氫化改性制得。

2、目前市場(chǎng)上絕大部分氫化丁腈產(chǎn)品采用均相溶液加氫法來(lái)生產(chǎn)，采用的均相催化劑價(jià)格昂貴、穩(wěn)定性差，因其以分子形式分散在聚合物溶液中，催化劑和加氫產(chǎn)物分離困難，催化劑若殘留在橡膠產(chǎn)品中，會(huì)嚴(yán)重影響其老化性能，以上因素極大制約著氫化丁腈的量產(chǎn)和廣泛應(yīng)用。與均相溶液加氫相比，非均相溶液加氫體系中，催化劑和加氫產(chǎn)物分離容易，能有效地避免貴金屬在加氫產(chǎn)物中的殘留，具有較好的工業(yè)前景。

3、非均相溶液加氫催化劑一般是采用浸漬、沉積沉淀、還原沉淀、絡(luò)合劑移除等方法將貴金屬負(fù)載在二氧化硅、炭黑、二氧化鈦等載體上制備而來(lái)的。催化劑顆粒粒徑越小，與反應(yīng)物的接觸面積越大，催化效率會(huì)越高，但催化劑顆粒過(guò)小時(shí)易發(fā)生團(tuán)聚且反應(yīng)結(jié)束后催化劑分離回收困難。采用常規(guī)的負(fù)載方法貴金屬在載體上并不牢固，循環(huán)使用時(shí)會(huì)損失一部分，不利于節(jié)約資源，降低成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的存在催化劑循環(huán)使用時(shí)活性組分易脫落、分離困難的問(wèn)題，提供一種磁性納米貴金屬催化劑及其制備方法、制備氫化丁腈橡膠的方法、氫化丁腈橡膠及其應(yīng)用，該磁性納米貴金屬催化劑包含載體和負(fù)載于載體表面的金屬組分，并且該載體含有包覆層包覆的磁性納米顆粒，且載體表面接枝有功能基團(tuán)，具有較高的催化活性并且易于分離。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種磁性納米貴金屬催化劑，其特征在于，所述磁性納米貴金屬催化劑包含載體和負(fù)載于載體表面的貴金屬組分；

3、所述載體包含基體和包覆層；

4、其中，所述基體為磁性納米顆粒，所述包覆層為sio2；

5、所述載體的表面接枝有功能基團(tuán)；

6、其中，所述磁性納米貴金屬催化劑的平均粒徑為30-100nm；

7、所述磁性納米貴金屬催化劑用于丁腈橡膠加氫反應(yīng)。

8、本發(fā)明第二方面提供一種制備磁性納米貴金屬催化劑的方法，其特征在于，所述方法包括：

9、s1、利用包覆劑對(duì)磁性納米顆粒進(jìn)行包覆，得到磁性復(fù)合納米顆粒；

10、s2、在溶劑存在下，將所述磁性復(fù)合納米顆粒、偶聯(lián)劑、功能化合物進(jìn)行反應(yīng)，得到功能型磁性復(fù)合納米顆粒；

11、s3、將所述功能型磁性復(fù)合納米顆粒與金屬源進(jìn)行接觸，得到磁性納米貴金屬催化劑。

12、本發(fā)明第三方面提供一種制備氫化丁腈橡膠的方法，其特征在于，所述方法包括：將丁腈橡膠膠液、磁性納米貴金屬催化劑以及膦配體接觸，進(jìn)行加氫反應(yīng)，得到氫化丁腈橡膠膠液；

13、其中，所述磁性納米貴金屬催化劑為本發(fā)明第一方面提供的磁性納米貴金屬催化劑或本發(fā)明第二方面提供的方法制備得到的磁性納米貴金屬催化劑；

14、所述磁性納米貴金屬催化劑中貴金屬元素的含量為丁腈橡膠干膠的0.008-0.03wt％。

15、本發(fā)明第四方面提供一種本發(fā)明第三方面提供的方法制備得到的氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述磁性納米貴金屬催化劑使用1次時(shí)，氫化丁腈橡膠的加氫度不小于80％。

16、根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述磁性納米貴金屬催化劑使用10次時(shí)，氫化丁腈橡膠的加氫度不小于80％。

17、第五方面提供一種本發(fā)明第四方面所述的氫化丁腈橡膠在航空航天、油田、交通運(yùn)輸和深海至少一種領(lǐng)域中的應(yīng)用。

18、通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的磁性納米貴金屬催化劑及其制備方法、制備氫化丁腈橡膠的方法、氫化丁腈橡膠及其應(yīng)用獲得以下技術(shù)效果：貴金屬組分通過(guò)與功能基團(tuán)進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)而被吸附，在循環(huán)使用過(guò)程中不會(huì)造成金屬組分的流失，具有優(yōu)異的循環(huán)使用穩(wěn)定性，并且加氫活性較高。

19、進(jìn)一步地，由于所述磁性納米貴金屬催化劑中包覆有磁性納米顆粒，通過(guò)磁分離即可將所述磁性納米貴金屬催化劑從反應(yīng)體系中分離。

技術(shù)特征：

1.一種磁性納米貴金屬催化劑，其特征在于，所述磁性納米貴金屬催化劑包含載體和負(fù)載于載體表面的貴金屬組分；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性納米貴金屬催化劑，其中，所述磁性納米貴金屬催化劑的飽和磁化強(qiáng)度為5-30emu/g，優(yōu)選5-20emu/g；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁性納米貴金屬催化劑，其中，所述功能基團(tuán)選自巰基、硫脲基、氨基、羧基、酯基、羥基、羰基、酰胺基、磷酸基和醚基中的至少一種；

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的磁性納米貴金屬催化劑，其中，以所述磁性納米貴金屬催化劑的總重量為基準(zhǔn)，所述貴金屬組分的含量為0.5-4wt％，優(yōu)選為2-4wt％；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的磁性納米貴金屬催化劑，其中，所述磁性納米貴金屬催化劑用于丁腈橡膠加氫時(shí)，循環(huán)使用10次后，丁腈橡膠的加氫度不小于80％，優(yōu)選不小于90％。

6.一種制備磁性納米貴金屬催化劑的方法，其特征在于，所述方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述磁性納米顆粒通過(guò)化學(xué)共沉淀法、水熱法、微乳法和溶膠-凝膠法中的至少一種方法制得；

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，所述包覆劑選自正硅酸乙酯和/或正硅酸甲酯；

9.一種制備氫化丁腈橡膠的方法，其特征在于，所述方法包括：將丁腈橡膠膠液、磁性納米貴金屬催化劑以及膦配體接觸，進(jìn)行加氫反應(yīng)，得到氫化丁腈橡膠膠液；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述丁腈橡膠膠液的固含量為1-15wt％，優(yōu)選為3-10wt％；

11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中，所述加氫反應(yīng)的條件包括：壓力為1-10mpa，優(yōu)選為3-8mpa；溫度為70-150℃，優(yōu)選為80-150℃；反應(yīng)時(shí)間為1-18h，優(yōu)選為4-12h。

12.一種權(quán)利要求9-11中任意一項(xiàng)所述的方法制備得到的氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述磁性納米貴金屬催化劑使用1次時(shí)，氫化丁腈橡膠的加氫度不小于80％；

13.權(quán)利要求12所述的氫化丁腈橡膠在航空航天、油田、交通運(yùn)輸和深海至少一種領(lǐng)域中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及不飽和共聚物加氫領(lǐng)域，具體地，涉及一種磁性納米貴金屬催化劑及其制備方法、制備氫化丁腈橡膠及其應(yīng)用的方法、氫化丁腈橡膠。所述磁性納米貴金屬催化劑包含載體和負(fù)載于載體表面的金屬組分；所述載體包含基體和包覆層；其中，所述基體為磁性納米顆粒，所述包覆層為SiO2；所述載體的表面接枝有功能基團(tuán)；所述磁性納米貴金屬催化劑用于丁腈橡膠加氫反應(yīng)。該磁性納米貴金屬催化劑包含載體和負(fù)載于載體表面的金屬組分，并且該載體含有包覆層包覆的磁性納米顆粒，且載體表面接枝有功能基團(tuán)，具有較高的催化活性并且易于分離，具有優(yōu)異的循環(huán)使用穩(wěn)定性，并且磁性納米貴金屬催化劑的平均粒徑適宜，不易團(tuán)聚，能夠提高與反應(yīng)物的接觸效率進(jìn)而提高催化效率。

技術(shù)研發(fā)人員：吳長(zhǎng)江,宋小飛,梁愛(ài)民,徐林,邵明波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23