[发明专利]一种羟基化合物与催化剂的氢键强度的检测方法、负载型催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种羟基化合物与催化剂的氢键强度的检测方法，其特征在于，

所述检测方法包括:

(1)将羟基化合物溶于含有四甲基硅烷的氘代氯仿中，固定羟基化合物的浓度，加入M₁浓度、具有氢键质子接受位点的待测固体催化剂，形成溶液A，对溶液A进行核磁表征，记录羟基化合物的羟基氢的化学位移变化值Δδ；测量所述待测固体催化剂表面氢键质子接受位点浓度C；

(2)按照式1对Δδ与C进行线性关系拟合：

1/Δδ＝A/C+B         式1；

其中A为斜率，B为截距；

(3)根据式2计算表面氢键的稳态缔合常数：

K_HB＝B/A         式2；

(4)根据式3羟基化合物与待测固体催化剂形成表面氢键的标准吉布斯自由能变ΔG⁰：

ΔG⁰＝-RTlnK_HB   式3；

(5)ΔG⁰＜0，所述羟基化合物与所述待测固体催化剂能形成表面氢键；

ΔG⁰≥0，所述羟基化合物与所述待测固体催化剂不能形成表面氢键。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，

所述Δδ＝δ-δ₀，

其中，δ₀为待测固体催化剂的浓度为0时，羟基化合物羟基氢的化学位移；

δ为加入M₁浓度的待测固体催化剂后，羟基化合物羟基氢的化学位移；

Δδ为在M₁浓度下，羟基化合物的羟基氢的化学位移变化值。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，

所述羟基化合物的浓度0.1～1mol/L；

所述待测固体固定催化剂的浓度为0～5g/L；

所述C为0.001～1mol/L。

4.一种用于羟基化合物活化转化的催化剂的选择方法，其特征在于，

所述选择方法包括：根据羟基化合物与催化剂形成表面氢键的标准吉布斯自由能变ΔG⁰，选择用于羟基化合物活化转化的催化剂；

当ΔG⁰＜0，所述催化剂可以用于羟基化合物活化转化；

当ΔG⁰≥0，所述催化剂不可以羟基化合物活化转化；

其中所述ΔG⁰根据权利要求1～3任一项所述检测方法获得。

5.一种负载型催化剂，其特征在于，

所述负载型催化剂包括活性组分、载体和修饰催化剂的氢键质子接受位点；

所述活性组分选自活性金属元素钴、锰中的至少一种；

所述载体选自活性炭、炭黑、石墨烯、碳纳米管、二氧化硅、氧化镁、氢氧化镁中的至少一种；

所述氢键质子接受位点选自具有氢键质子接受能力的原子或具有氢键质子接受能力的基团中的至少一种；

所述具有氢键质子接受能力的原子选自氮、氧、氟、氯、硫中的至少一种；

所述具有氢键质子接受能力的基团选自-NH₂、-COOH、-O＝S、-OH、-N⁺、-O^-中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的负载型催化剂，其特征在于，

所述活性组分负载量为负载型催化剂质量的2.0wt％～25.0wt％，其中活性组分负载量以活性金属元素质量计；

所述氢键质子接受位点的含量为负载型催化剂质量的2～20wt％；

优选地，所述负载型催化剂为权利要求1～3任一项所述检测方法采用的待测固体催化剂。

7.一种权利要求5或6所述的负载型催化剂的制备方法，其特征在于，

所述制备方法包括：含有氢键质子接受位点的化合物、含有活性金属元素的金属盐作为前驱体，与载体混合，通过浸渍法或球磨法或/和高温热解法制备所述负载型催化剂。