[发明专利]一种Co-Rh双金属催化剂合成方法及其应用

说明书

本发明公开了一种Co‑Rh双金属催化剂合成方法及其应用，合成方法包括如下步骤：1)制备载体悬浊液；2)活性组分浸渍液的制备；3)助剂Co金属盐的加入。所制备得到的双金属催化剂金属高度分散均匀，表面没有金属颗粒；Co金属的加入有效的提高了催化剂的活性以及稳定性；同时调节Rh的局域电子结构。在异辛烯羰基化中表现出比单金属催化更好的催化活性。

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，尤其是涉及一种Co-Rh双金属催化剂合成方法及其应用，具体涉及一种Co-Rh双金属催化剂合成方法及在羰基化中的应用。

背景技术

随着经济的快速发展，精细化工产品如：洗涤剂、增塑剂、制冷剂，在全球的需求量与日俱增，目前烯烃羰基化反应是当今世界上最大的工业反应之一，其中羰基产品年产量超过1000万吨，羰基化反应最早于1938年由化学家Otto Roelen发现的化学反应，在CO以及H₂的存在下，烯烃可以插入C＝O键形成醛类。随着醛类有机物的广泛应用，大多的化学企业都开始依靠烯烃来合成重要的醛类有机物，醛可广泛用作合成酯、醇、羧酸和其他精细化学品的关键中间体，年产量超过1000万公吨，这些化学品用于制造增塑剂、表面活性剂、肥皂和洗涤剂。异壬醛(3,5,5-3-甲基-己醛)、2，4，4-3-甲基-1-戊烯在石化工业中扮演重要角色，是重要的有机化工原料，在促进经济发展和保障人民生活方面发挥着非常重要的作用。醛类有机物在当今化工工业中作为不可分割的中间体具有十分重要的地位。

然而，在大量的均相金属催化剂的应用在烯烃羰基化的大环境下，面临着非常严重的工业应用问题，即催化剂在有机相中的分离问题。这需要消耗工业很大的热能以及装置的投入。为了解决这个问题，许多的科研工作者，开始投入到固体催化剂的研究当中，考虑到Rh的高成本，固体催化剂虽然可以解决工业上分离难的问题，但是也面临着金属的流失以及活性、选择性不如均相催化剂的问题。为了解决这样的问题，在固体催化剂的方向上，大量的研究投入到单原子催化剂，均相多相化聚合物催化剂，以及双金属催化剂的研究。但是固体催化剂的制备方法中，活性位点的颗粒尺寸是制约活性的关键，从颗粒状金属的分散到团簇状分散再到亚纳米结构的金属分散级别，所表现出的活性性能是不同的，所以制备亚纳米团簇或者单原子催化剂的固体体系的催化剂是目前制备方面的困难。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种Co-Rh双金属催化剂合成方法。该合成方法制备的碳基底修饰的双金属催化剂有着疏松多孔的形貌特点，其中基底碳材料的排列均匀，具有洋葱碳的晶格花纹，表面负载的双金属催化剂是分散均匀的亚纳米结构。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种通过上述合成方法得到的双金属催化剂的应用。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种Co-Rh双金属催化剂合成方法，包括如下步骤：

1)制备载体悬浊液

称量0.1-2g的载体，加入60-1200mL的溶剂预浸渍，预浸渍时间≥1h，然后搅拌均匀，得到载体悬浊液；

2)活性组分浸渍液的制备

称取0.003-0.06g的Rh前驱体，加入4-6mL溶剂超声溶解，缓慢加入到载体悬浊液中浸渍，使活性组分充分扩散；分离出固体，用去离子水清洗2-4次，离心、烘干，得到Rh单金属催化剂；

3)助剂Co金属盐的加入

配制钴金属盐溶液30-450mL，称量0.1-1.5g的Rh/CN单金属催化剂，加入到钴金属盐溶液中，浸渍10-14h；老化13-17min，离心过滤催化剂，而后用溶剂超声冲洗2-3次，烘干，将所得固体在N₂氛围下煅烧，研磨成粉末，得到Co-Rh双金属催化剂。

作为技术方案的进一步改进，步骤1)中，所述的载体为多孔活性炭。