[发明专利]一种高活性NiCu/Al2

说明书

本发明公开了一种高活性NiCu/Al₂O₃催化剂的制备及其在芳醚C‑O键催化氢转移裂解方面的应用，该催化剂的制备步骤如下：将含硝酸镍、硝酸铜和硝酸铝的溶液逐滴加入到含氢氧化钠和碳酸钠的溶液中，调节pH至10后在60℃下反应18h，经离心、洗涤、干燥、粉碎、煅烧以及还原后，得到高活性的NiCu/Al₂O₃催化剂；以异丙醇为溶剂和氢源，该催化剂能够在200℃高选择性断裂多种类型芳醚C‑O键，芳醚完全转化为对应的芳烃单体和环己醇；其通过简单的制备过程合成活性高和稳定性好的非贵金属催化剂，在无外部氢源的条件下，实现温和条件下芳醚C‑O键高选择性催化氢转移裂解。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，涉及一种镍铜双金属催化剂的制备与应用，具体涉及一种高活性NiCu/Al₂O₃催化剂的制备及其在芳醚C-O键催化氢转移裂解方面的应用。

背景技术

褐煤有机质主要是由缩合程度低的芳香结构单元通过C-C键和C-O键连接构成，而诸多含芳环的化合物可用于生产功能材料、高附加值化学品和高密度燃料。与C-C键相比，C-O键解离焓低且更容易被活化，通过催化加氢裂解C-O键将褐煤中有机质解聚为小分子化合物，是实现褐煤高值化的理想过程。催化剂在C-O键加氢裂解过程中发挥重要作用，因此制备性能优异的催化剂是目前研究的重点。明晰催化剂的构效关系和反应机理是指导催化剂合成的关键，由于褐煤具有结构复杂和高度异质性等特征，通常选用含不同类型C-O键的芳醚为模型化合物简化褐煤转化的复杂反应过程。

传统的芳醚催化加氢裂解以压缩氢气为氢源，而较高的氢气压力不仅导致芳环加氢降低产物选择性，而且提高对反应设备的要求，增加成本的同时存在安全隐患。钯、铼和钌等贵金属催化剂对芳醚C-O键的氢转移裂解具有良好的活性，但这类催化剂价格高且回收困难，难以实现工业化应用；镍和铜等非贵金属催化剂由于成本低廉得到了广泛关注，然而目前报道的此类催化剂存在制备过程复杂，稳定性差，所需反应条件苛刻以及反应时间长等问题。因此，通过简单的制备过程合成活性高和稳定性好的非贵金属催化剂，实现温和条件下芳醚C-O键催化氢转移裂解，是亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种高活性NiCu/Al₂O₃催化剂的制备及其在芳醚C-O键催化氢转移裂解方面的应用，其通过简单的制备过程合成活性高和稳定性好的非贵金属催化剂，在无外部氢源的条件下，以异丙醇为溶剂和氢源，实现温和条件下芳醚C-O键高选择性催化氢转移裂解。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明第一个目的是提供一种高活性NiCu/Al₂O₃催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取一定量的六水合硝酸镍、三水合硝酸铜和九水合硝酸铝加入去离子水中，去离子水与金属盐的体积质量比为1mL:0.12g，二价盐与三价盐的摩尔比为3:1，在室温条件下搅拌至分散均匀；

(2)称取一定量的氢氧化钠和碳酸钠加入到去离子水中，所配溶液中碳酸钠的浓度为0.1-0.3mol/L，氢氧化钠的浓度为0.6-0.7mol/L，在室温条件下搅拌至分散均匀；

(3)在室温250-350r/min磁力搅拌条件下将步骤(1)制得的溶液逐滴加入到步骤(2)制得的溶液中，之后用2.5-3.5mol/L氢氧化钠溶液调节混合溶液pH至9-11，所得溶液在60±5℃下晶化12-24h；

(4)离心步骤(3)晶化后的悬浊液，用去离子水洗涤下层沉淀物至洗涤液呈中性，之后将沉淀物放入真空干燥箱在70-100℃下干燥除去水分；将干燥所得固体研磨粉碎，500±50℃煅烧3-6h，冷却至室温后，通入氢气，并在500±50℃还原1-4h，得到双金属NiCu/Al₂O₃催化剂。