[发明专利]一种水滑石负载纳米铂催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种水滑石负载纳米铂催化剂及其制备方法和应用。其制备方法是：先利用全返混液膜反应器制备镁铝水滑石晶核，将该晶核分散在水溶液中，再加入氯铂酸水溶液和十四烷基三甲基溴化铵（TTAB），及适当比例的还原剂NaBH4，利用TTAB对Pt4+离子的保护和稳定作用，控制还原速率和Pt纳米粒子的生长，在还原Pt4+离子的同时，水滑石逐渐晶化，得到水滑石负载纳米铂催化剂。该催化剂是铂纳米粒子负载于水滑石载体上；水滑石的化学式是：MgxAly(OH)16CO3∙nH2O；铂纳米粒子尺寸为2-8nm，纳米粒子呈多面体或椭球形外形；铂的负载量为0.5-3%，在载体上的分散度为20-50%。将其用作不饱和醛（肉桂醛）的催化加氢反应，以水为溶剂，反应物肉桂醛的转化率达75-95%，产物肉桂醇的选择性为75-95%。

主权项

一种水滑石负载纳米铂催化剂的制备方法，具体制备步骤如下：A．用可溶性镁盐和可溶性铝盐配制混合盐溶液，其中铝离子的摩尔浓度为0.05‑0.2mol/L，镁离子的摩尔浓度为铝离子摩尔浓度的2‑4倍；所述可溶性镁盐为硝酸镁，氯化镁，硫酸镁中的一种，可溶性铝盐为硝酸铝，硫酸铝中的一种；配制NaOH与Na2CO3的混合碱溶液，与上述混合盐溶液的体积相同；且混合碱溶液中NaOH摩尔浓度为混合盐溶液中金属离子摩尔浓度之和的1‑2倍，Na2CO3浓度为铝离子摩尔浓度的2‑3倍；将混合盐溶液和混合碱溶液在室温下同时加入全返混液膜反应器中，将定子与转子之间的间隙尺寸定为15‑18μm；于4000‑5000转/分钟的转速高速旋转返混，使反应液充分接触混合2‑5min，得到水滑石悬浮液，离心、水洗1‑2次；再将洗净的沉淀分散在水中配成固含量为4‑32 g/L的水滑石悬浮液； B．将浓度为1‑10mmol/L的氯铂酸溶液加入到步骤A的水滑石悬浮液中，且使溶液中镁离子与氯铂酸的摩尔比为150‑300：1，再加入十四烷基三甲基溴化铵，其中十四烷基三甲基溴化铵与氯铂酸的摩尔比为10‑200:1；将该溶液升温到40‑70oC，搅拌10‑20 min；C. 将NaBH4加入到步骤B的溶液中，使NaBH4与氯铂酸的摩尔比为10‑30:1，溶液在40‑70oC搅拌反应4‑10小时，然后离心分离出沉淀物、水洗3‑5次，在60‑80℃下干燥6‑12小时，即得到水滑石负载纳米铂催化剂。