專利名稱：納米纖維負載過渡金屬催化劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種納米纖維負載過渡金屬催化劑，用于烯烴、硝基化合物的加氫和醇的氧化，屬催化劑領域。
背景技術：
催化氫化是石油、制藥、精細化工領城重要的加工步驟，傳統(tǒng)的加氫催化劑一般以無機物Al2O3、MgO、活性碳為載體，用浸漬的方法使貴金屬吸附在載體表面，在高溫高壓條件下對不飽和的有機物進行加氫反應，將金屬絡合在高分子上的高分子金屬催化劑，對底物有較好的選擇性，尤其在均相催化氫化方面，由于其結構控制、易分離、操作方便、能減少腐蝕和環(huán)境污染、模擬酶催化過程以及能提高催化劑的活性、選擇性、穩(wěn)定性等優(yōu)點，使之具有較高的工業(yè)價值，高分子負載Ph、Pd、Pt等催化劑雖然研究較早，但未工業(yè)化，主要問題是穩(wěn)定性差，金屬離子流失和高分子骨架的破壞，有時金屬離子還會被還原微晶，并且由于高分子催化劑強度較低，較難工業(yè)化應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的正是為了克服上述已有技術的缺點與不足，而提供一種制備方法簡單、無污染、轉化率高的一種納米纖維負載過渡金屬催化劑，從而為烯烴、硝基化合物的加氫和醇的氧化提供了可靠的催化劑。
本發(fā)明的目的是通過下列技術方案實現的納米纖維負載過渡金屬催化劑，它由下述重量百分比的成分組成玻璃纖維織物0-85％苯乙烯-丙烯腈共聚物 10-95％過渡金屬Rh、Pd或Pt 0.5-10％。
納米纖維負載過渡金屬催化劑的制備方法，它按下述步驟進行(a)將10-95％重量的苯乙烯-丙烯腈共聚物用N-N二甲基甲酰胺溶劑溶解加入反應器進行攪拌，加熱至70-80℃，在惰性氣體保護下加入含有0.5-10％重量的Rh、Pd或Pt的氯化物進行配位反應24小時，生成墨綠色的高聚物和Ph、Pd或Pt配合物的溶液，再減壓蒸餾至濃度為25-30％的溶液，(b)再將(a)項的減壓蒸餾溶液裝入帶有噴嘴的容器內并與高壓靜電發(fā)生器輸出端相連，噴嘴距離金屬接收屏10cm，控制溫度25℃，濕度20％，紡絲電壓20KV，在金屬屏接收到高聚物和Rh、Pd或Pt配合物的納米絲，(c)最后將(b)項紡成的納米絲熱壓在0-85％重量的玻璃纖維織物上，制成納米纖維負載過渡金屬催化劑。
納米纖維負載過渡金屬催化劑用于烯烴，硝基化合物的加氫和醇的氧化，其用量為底物與催化劑按重量比為1∶0.03-0.06。
本發(fā)明選用苯乙烯-丙烯腈共聚物為載體，其側基含有配位孤對電子的腈基，與過渡金屬Rh、Pd或Pt發(fā)生配位反應形成墨綠色的配位高分合物，配合物能溶解在N-N，二甲基甲酰胺溶劑中，濃縮至濃度25-30％，通過電紡技術得到納米纖維絲催化劑，利用熱壓方法使之附在玻璃纖維織物上結合為一體，絲直徑為80nm-1μm，也可不用附在玻璃纖維織物，直接作催化劑。
催化劑氫化反應可在常溫常壓氫氣氛的條件下進行，利用NHA-500型氮氫空一體機發(fā)生氫氣，在極性溶劑中發(fā)生加氫反應，氫氣流量在50ml/min；催化氧化是在Cu(II)的協(xié)同作用下進行，溫度50-70℃、1atm，4h，利用色譜檢測反應過程，利用質譜確定反應產物。
由于采取上述技術方案使本發(fā)明技術與已有技術相比具有如下優(yōu)點及效果1、選用苯乙烯-丙烯腈共聚物為載體，與過渡金屬Rh、Pd或Pt發(fā)生配位反應形成共價鍵，利用電紡絲有利于納米化，氫化，氧化均在常溫常壓反應，條件緩和，防止金屬流失和催化劑中毒現象的發(fā)生；2、本發(fā)明的催化劑活性高，轉化率高，烯烴、硝基化合物的加氫轉化達100％，醇的氧化轉化率達100％；3、不產生有害氣體，且易于分離回收，不會造成環(huán)境污染，且可大大簡化工藝流程。
具體實施例方式
實施例1取90kg苯乙烯-丙烯腈共聚物用N-N二甲基甲酰胺溶劑溶解加入反應器進行攪拌，加熱至70℃，在惰性氣體保護下加入含有0.5kgRh的RhCl20.83kg進行配位反應24小時，生成墨綠色的高聚物和Ph配合物的溶液，再減壓蒸餾至濃度為25％的溶液，再將減壓蒸餾溶液裝入帶有噴嘴的容器內并與高壓靜電發(fā)生器輸出端相連，噴嘴距離金屬接收屏10cm，控制溫度25℃，濕度20％，紡絲電壓20KV，在金屬屏接收到的高聚物和Ph配合物的納米絲，最后將納米絲熱壓在9.5kg的玻璃纖維織物上，制成納米纖維負載過渡金屬催化劑，該催化劑對α-烯徑催化加氫，用NHA-500型氮氫空一體機發(fā)生氫氣，在極性溶劑中發(fā)生加氫反應，氫氣流量在50ml/min，100kgα-烯烴加入催化劑0.06kg，其轉化率達100％。
實施例2取60kg苯乙烯-丙烯腈共聚物用N-N二甲基甲酰胺溶劑溶解加入反應器進行攪拌，加熱至70℃，在惰性氣體保護下加入含有10kgPd的PdCl217kg進行配位反應24小時，生成墨綠色的高聚物和Pd配合物的溶液，再減壓蒸餾至濃度為30％的溶液，再將減壓蒸餾溶液裝入帶有噴嘴的容器內并與高壓靜電發(fā)生器輸出端相連，噴嘴距離金屬接收屏10cm，控制溫度25℃，濕度20％，紡絲電壓20KV，在金屬屏接收到的高聚物和Pd配合物的納米絲，最后將納米絲熱壓在30kg的玻璃纖維織物上，制成納米纖維負載過渡金屬催化劑，該催化劑對硝基苯催化加氫，溫度25-30℃、1atm，4h，100kg硝基苯加氫加入催化劑0.03kg，其轉化率達100％。
實施例3取37kg苯乙烯-丙烯晴共聚物用N-N二甲基甲酰胺溶劑溶解加入反應器進行攪拌，加熱至70℃，在惰性氣體保護下加入含有3kgPt的PtCl24kg進行配位反應24小時，生成墨綠色的高聚物和Pt配合物的溶液，再減壓蒸餾至濃度為25％的溶液，再將減壓蒸餾溶液裝入帶有噴嘴的容器內并與高壓靜電發(fā)生器輸出端相連，噴嘴距離金屬接收屏10cm，控制溫度25℃，濕度20％，紡絲電壓20KV，在金屬屏接收到的高聚物和Pt配合物的納米絲，最后將納米絲熱壓在60kg的玻璃纖維織物上，制成納米纖維負載過渡金屬催化劑，該催化劑在Cu(II)的協(xié)同作用下對苯甲醇進行催化氧化，溫度50-70℃，1atm，4h，100kg苯甲醇加入催化劑0.03kg，其轉化率達100％。
實施例4取10kg苯乙烯-丙烯晴共聚物用N-N二甲基甲酰胺溶劑溶解加入反應器進行攪拌，加熱至70℃，在惰性氣體保護下加入含有8kgPt的PtCl211kg進行配位反應24小時，生成墨綠色的高聚物和Pt配合物的溶液，再減壓蒸餾至濃度為30％的溶液，再將減壓蒸餾溶液裝入帶有噴嘴的容器內并與高壓靜電發(fā)生器輸出端相連，噴嘴距離金屬接收屏10cm，控制溫度25℃，濕度20％，紡絲電壓20KV，在金屬屏接收到的高聚物和Pt配合物的納米絲，最后將納米絲熱壓在82kg的玻璃纖維織物上，制成納米纖維負載過渡金屬催化劑。
實施例5取95kg苯乙烯-丙烯晴共聚物用N-N二甲基甲酰胺溶劑溶解加入反應器進行攪拌，加熱至70℃，在惰性氣體保護下加入含有5kg的PhCl28.3kg進行配位反應24小時，生成墨綠色的高聚物和Ph配合物的溶液，再減壓蒸餾至濃度為25％的溶液，再將減壓蒸餾溶液裝入帶有噴嘴的容器內并與高壓靜電發(fā)生器輸出端相連，噴嘴距離金屬接收屏10cm，控制溫度25℃，濕度20％，紡絲電壓20KV，在金屬屏接收到的高聚物和Ph配合物的納米絲，制成納米纖維負載過渡金屬催化劑。
權利要求
1.納米纖維負載過渡金屬催化劑，其特征在于它由下述重量百分比的成分組成玻璃纖維織物 0-85％苯乙烯-丙烯腈共聚物10-95％過渡金屬Rh、Pd或Pt 0.5-10％。
2.如權利要求1所述納米纖維負載過渡金屬催化劑的制備方法，其特征在于它按下述步驟進行(a)將10-95％重量的苯乙烯-丙烯腈共聚物用N-N二甲基甲酰胺溶劑溶解加入反應器進行攪拌，加熱至70-80℃，在惰性氣體保護下加入含有0.5-10％重量的Rh、Pd或Pt的氯化物進行配位反應24小時，生成墨綠色的高聚物和Rh、Pd或Pt配合物的溶液，再減壓蒸餾至濃度為25-30％的溶液，(b)再將(a)項的減壓蒸餾溶液裝入帶有噴嘴的容器內并與高壓靜電發(fā)生器輸出端相連，噴嘴距離金屬接收屏10cm，控制溫度25℃，濕度20％，紡絲電壓20KV，在金屬屏接收到高聚物和Rh、Pd或Pt配合物的納米絲，(c)最后將(b)項紡成的納米絲熱壓在0-85％重量的玻璃纖維織物上，制成納米纖維負載過渡金屬催化劑。
3.如權利要求1所述納米纖維負載過渡金屬催化劑的用途，其特征在于該催化劑用于烯烴、硝基化合物的加氫和醇的氧化，其用量為底物與催化劑按重量比為1∶0.03-0.06。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米纖維負載過渡金屬催化劑，將苯乙烯－丙烯腈共聚物溶劑溶解加入反應器進行攪拌，加熱，在惰性氣體保護下加入Rh、Pd或Pt的氯化物進行配位，生成高聚物和Rh、Pd或Pt配合物的溶液，再減壓蒸餾，裝入帶有噴嘴的容器內并與高壓靜電發(fā)生器輸出端相連，在金屬屏接收到高聚物和Rh、Pd或Pt配合物的納米絲，納米絲熱壓在玻璃纖維織物上，制成納米纖維負載過渡金屬催化劑，它具有氫化，氧化均在常溫常壓反應，防止金屬流失和催化劑中毒現象的發(fā)生，活性高，不產生有害氣體，且易于分離回收，不會造成環(huán)境污染，且可大大簡化工藝流程的優(yōu)點及效果。
文檔編號C07C45/29GK1990107SQ20051013559
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權日2005年12月30日
發(fā)明者劉太奇, 于建香 申請人:北京石油化工學院