[发明专利]一种甲壳素基Ru/C催化剂的制备方法

说明书

本发明公开一种甲壳素基Ru/C催化剂的制备方法，涉及催化剂技术领域。包括以下步骤：S10、甲壳素溶液的制备；S20、甲壳素乳液的制备；S30、甲壳素纳米纤维微球的制备；S40、甲壳素纳米纤维碳微球的制备；S50、甲壳素基Ru/C催化剂溶液的制备；S60、甲壳素基Ru/C催化剂的制备。本发明旨在制备一种以甲壳素基纳米纤维碳微球为载体的Ru/C催化剂，其原料来源广泛、价格低廉，制备的催化剂活性高。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种甲壳素基Ru/C催化剂的制备方法。

背景技术

Ru/C催化剂是应用范围上仅次于Pd/C和Pt/C催化剂的炭载贵金属催化剂，是一种常用的加氢催化剂。相比Pd/C、Pt/C和Rh/C催化剂，其在应用上具有如下优势：它对特定的加氢反应(如羰基加氢和芳环加氢)具有较高的催化活性且它的价格相对比较便宜。在加氢反应中具有优异的催化性能，被广泛地应用于石油化工、药物与农用化学品等的合成。

影响催化剂活性的因素主要有催化剂活性金属含量、颗粒大小及分散度、催化及活性炭载体以及金属Ru在载体上的分布状况等。其中，活性炭是Ru/C催化剂的重要组成部分，其性质会对Ru/C催化剂的催化性能产生很大的影响。活性炭性质主要包括：活性炭的来源(木质、椰壳或泥煤等)；活性炭的比表面积、孔容和孔径分布；活性炭表面的官能团类型和数量等。

在保证Ru/C催化剂高活性的同时，降低其投入成本的制备方法仍有待研究。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种甲壳素基Ru/C催化剂的制备方法，旨在制备一种以甲壳素基纳米纤维碳微球为载体的Ru/C催化剂，其原料来源广泛、价格低廉，制备的催化剂活性高。

为实现上述目的，本发明提出一种甲壳素基Ru/C催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S10、甲壳素溶液的制备：将甲壳素分散于碱与尿素混合物的水溶液中，得到悬浊液，将悬浊液重复冷冻解冻，得到甲壳素溶液；

S20、甲壳素乳液的制备：冰水浴下，将异辛烷和乳化剂搅拌混匀，得到混合溶液，将经过离心脱泡处理的所述甲壳素溶液滴加到混合溶液中，继续搅拌，制得甲壳素乳液；

S30、甲壳素纳米纤维微球的制备：将所述甲壳素乳液加热至微乳液滴凝固后，调节至中性，清理掉微球表面的溶剂后，冷冻干燥，得到甲壳素纳米纤维微球；

S40、甲壳素纳米纤维碳微球的制备：将甲壳素纳米纤维微球在惰性气体保护下通过程序升温至微球碳化，然后恒温活化，活化完毕后通惰性气体自然冷却至室温，得到甲壳素纳米纤维碳微球；

S50、甲壳素基Ru/C催化剂溶液的制备：将甲壳素纳米纤维碳微球加入到氯化钌溶液中进行搅拌，调节pH值为8～9后，继续搅拌，加入还原剂，进行还原反应，得到甲壳素基Ru/C催化剂溶液；

S60、甲壳素基Ru/C催化剂的制备：将甲壳素基Ru/C催化剂溶液抽滤洗涤至无Cl^-存在，真空干燥，得到甲壳素基Ru/C催化剂。

优选地，在步骤S10中，所述碱与尿素混合物的水溶液为氢氧化钠与尿素的水溶液，其中，氢氧化钠、尿素、水的质量比为(8～14):(4～6):(80～86)；所述甲壳素溶液的质量浓度为4～8(wt)％。

优选地，在步骤S10中，所述冷冻解冻的步骤，包括：在-25℃～-40℃下冷冻4～8h，然后在20℃～30℃下搅拌解冻。

优选地，所述步骤S20包括：

冰水浴下，将异辛烷和乳化剂混合，搅拌30～50min，得到混合溶液；

冰水浴下，将经过离心脱泡处理的所述甲壳素溶液滴加到混合溶液中，滴加时间不超过5min，继续搅拌50～70min，制得甲壳素乳液；