[发明专利]一种低负载量、高分散单活性位点Cu催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种低负载量、高分散单活性位点Cu催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂的制备及应用技术领域。本发明选用丙酮或者乙醇作为溶解铜盐的溶剂，该类溶剂与水相比极性更小和更易挥发，当氧化物载体浸渍其中后有利于Cu²⁺的吸附和分散，且通过限定可溶性铜盐中铜的质量占催化剂整体质量的百分含量，可溶性铜盐的用量很低，也有助于形成高分散的单活性位点，进而能够得到低负载量、高分散单活性位点Cu催化剂。

技术领域

本发明涉及催化剂的制备及应用技术领域，尤其涉及一种低负载量、高分散单活性位点Cu催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

N,N-二乙基苯胺是一种用途广泛的精细化工品，主要用于生产偶氮染料、三苯基甲烷染料，还可制备碱性艳绿、碱性紫、酸性湖蓝V等；也是制药工业、彩色影片显影剂的中间体；还可用作分析试剂检测锌和锰。同时在乳胶促进剂、制药、农药等方面也有应用。目前的生产方法主要是由苯胺与氯乙烷反应而得，因此会产生大量的氯盐废渣，对环境极不友好。

有文献和专利报道使用酸性催化剂以苯胺和乙醇反应制备N,N-二乙基苯胺，包括液体酸硫酸，该催化剂缺点非常明显，硫酸对设备腐蚀性严重，与产物不易分离，且容易造成环境污染；还有固体酸H-Y，H-β，H-M等分子筛或Al₂O₃等金属氧化物以及后续改进的固体超强酸例如锆系(SO4^2-/ZrO₂)、铁系(SO₄^2-/Fe₂O₃)、钛系(SO₄^2-/TiO₂)、铝系(SO₄^2-/Al₂O₃)等作为酸催化剂，但是在实际应用中仍然存在苯胺转化率偏低和N,N-二乙基苯胺的选择性较差的问题，如中国专利CN110152688A公开了利用复合型固体超强酸催化剂，苯胺的转化率能够达到92.11～100％，但N,N-二乙基苯胺的选择性仅达到51.89～70.9％。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低负载量、高分散单活性位点Cu催化剂及其制备方法和应用。本发明制得的催化剂能够提高苯胺的转化率，同时对N,N-二乙基苯胺的选择性好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种低负载量、高分散单活性位点Cu催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将可溶性铜盐、有机溶剂和氧化物载体混合后除去溶剂，得到固体；所述有机溶剂为乙醇或丙酮；

将所述固体焙烧，得到所述低负载量、高分散单活性位点Cu催化剂，所述可溶性铜盐中铜的质量占所述可溶性铜盐中铜的质量与氧化物载体总质量的0.05～0.50％。

优选地，所述可溶性铜盐中铜的质量占所述可溶性铜盐中铜的质量与氧化物载体总质量的0.1～0.4％。

优选地，所述有机溶剂的质量为氧化物载体质量的1～3倍。

优选地，所述焙烧的温度为400～500℃，时间为3～8h。

优选地，升温至所述焙烧的温度的升温速率为1～5℃/min。

优选地，所述可溶性铜盐为三水硝酸铜、醋酸铜或者二水氯化铜。

优选地，所述氧化物载体为氧化铝或二氧化硅。

优选地，所述氧化物载体的比表面积为50～200m²/g。