本發(fā)明涉及復(fù)合催化劑，尤其是涉及一種鉑基催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、1,3-丙二醇(1,3-pdo)是合成新型聚酯材料即聚對(duì)苯二甲酸1,3-丙二醇酯(ptt)的重要原料。ptt與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維(滌綸、pet)同屬聚酯纖維，由同類聚合物紡絲而成。在20世紀(jì)pet纖維的產(chǎn)量居各種纖維之冠(約1450萬噸/年)，而ptt纖維的各項(xiàng)物理機(jī)械指標(biāo)和性能都優(yōu)于pet纖維。ptt纖維的主要優(yōu)點(diǎn)包括：結(jié)實(shí)耐磨，具有錦綸的抗污染性；紡織品不皺，回彈性良好；質(zhì)感柔軟，可速干，易于染色等。因此，ptt纖維于1998年被評(píng)為美國六大石化新產(chǎn)品之一，是目前國際上合成纖維開發(fā)的熱點(diǎn)。工業(yè)上通常采用pta法合成ptt，由其合成路線可知，制約ptt產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的最關(guān)鍵因素是低成本、高質(zhì)量1,3-pdo的供給。作為生產(chǎn)ptt的重要單體，1,3-pdo的開發(fā)生產(chǎn)也必將成為21世紀(jì)化工領(lǐng)域的一個(gè)競爭焦點(diǎn)。

2、丙烯醛水合加氫法制備1,3-pdo是最早由degussa公司開發(fā)的工藝路線，該工藝路線具有成本低、工藝條件緩和、技術(shù)難度不大、加氫工藝比較成熟、設(shè)備要求不高等優(yōu)勢，是一條目前可以大規(guī)模生產(chǎn)的工藝路線。其中：丙烯醛水合加氫法制備1,3-pdo又包含丙烯醛的水合反應(yīng)和3-羥基丙醛的加氫反應(yīng)兩個(gè)主要的反應(yīng)過程。其中，3-羥基丙醛的加氫反應(yīng)通常需要多相催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)，催化基性能的好壞(主要是選擇性)直接關(guān)系到所生產(chǎn)1,3-pdo質(zhì)量，進(jìn)而影響到接下來的分離純化難度，甚至ptt纖維的質(zhì)量。

3、因此，開發(fā)一種適用于3-羥基丙醛加氫制備1,3-pdo的高性能催化劑就顯得至關(guān)重要。

4、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一目的在于提供一種鉑基催化劑，所述鉑基催化劑在進(jìn)行3-羥基丙醛加氫制備1,3-pdo過程中，具有較高的3-羥基丙醛加氫活性和選擇性，同時(shí)催化穩(wěn)定性佳。

2、本發(fā)明的第二目的在于提供一種鉑基催化劑的制備方法。

3、為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

4、本發(fā)明提供的一種鉑基催化劑，所述鉑基催化劑為pt/ceox復(fù)合催化劑，包括ceox載體和復(fù)合于所述ceox載體表面的pt，其中：

5、所述ceox為ce金屬配位不飽和物，所述ceox結(jié)構(gòu)式中的x＜2。

6、進(jìn)一步的，所述pt/ceox復(fù)合催化劑中ceox的質(zhì)量占比為90.0％～99.5％，所述pt的質(zhì)量占比為0.5％～10％；

7、優(yōu)選地，所述pt/ceox復(fù)合催化劑中ceox的質(zhì)量占比為99％，所述pt的質(zhì)量占比為1％。

8、本發(fā)明提供的一種鉑基催化劑的制備方法，所述制備方法包括：

9、(a)將三價(jià)鈰鹽充分溶解于水中，隨后在惰性保護(hù)氣體氛圍下加入沉淀劑，攪拌，得到懸濁液a；

10、(b)在惰性保護(hù)氣體氛圍下，將鉑鹽前驅(qū)體水溶液加入步驟(a)得到的懸濁液a中攪拌反應(yīng)，隨后依次進(jìn)行離心、洗滌、干燥，得到催化劑前體；

11、(c)在氫氣氛圍下對(duì)步驟(b)得到的催化劑前體進(jìn)行還原，得到鉑基催化劑。

12、進(jìn)一步的，所述步驟(a)中三價(jià)鈰鹽包括氯化鈰、硫酸鈰或硝酸鈰中的至少一種；

13、所述步驟(a)中沉淀劑包括氫氧化鈉、碳酸鈉或氨水中的至少一種。

14、更進(jìn)一步的，所述三價(jià)鈰鹽與沉淀劑的摩爾比為1:(2～7)，優(yōu)選為1:(3～5)。

15、進(jìn)一步的，所述步驟(b)中鉑鹽前驅(qū)體水溶液包括氯鉑酸水溶液、乙酰丙酮鉑水溶液、氯化鉑水溶液的至少一種；

16、優(yōu)選地，所述鉑鹽前驅(qū)體水溶液的濃度為1～7g(pt)/1000ml，優(yōu)選為3～5g(pt)/1000ml。

17、進(jìn)一步的，所述步驟(b)中鉑鹽前驅(qū)體水溶液加入懸濁液a中攪拌反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為200～600rpm，攪拌時(shí)間為1～5h。

18、更進(jìn)一步的，所述鉑鹽前驅(qū)體水溶液與懸濁液a的體積比為(1～10):(30～100)。

19、進(jìn)一步的，所述步驟(c)包括：將催化劑前體研磨為粉末，然后放置于氫氣氣氛還原；

20、所述氫氣氛圍下還原的溫度為100～400℃，時(shí)間為1～4h。

21、本發(fā)明提供的上述鉑基催化劑在催化3-羥基丙醛加氫制備1,3-丙二醇中的應(yīng)用。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

23、本發(fā)明提供的鉑基催化劑，所述鉑基催化劑包括ceox載體和復(fù)合于所述ceox載體表面的pt，其中：所述ceox為ce金屬配位不飽和物，所述ceox結(jié)構(gòu)式中的x＜2。經(jīng)驗(yàn)證得到，本申請(qǐng)上述結(jié)構(gòu)的鉑基催化劑在進(jìn)行3-羥基丙醛加氫制備1,3-pdo過程中，具有較高的3-羥基丙醛加氫活性和選擇性，同時(shí)催化穩(wěn)定性佳。

24、本發(fā)明提供的鉑基催化劑的制備方法，所述制備方法先將三價(jià)鈰鹽充分溶解于水中，隨后在惰性保護(hù)氣體氛圍下加入沉淀劑，攪拌，得到懸濁液a；隨后，在惰性保護(hù)氣體氛圍下，將鉑鹽前驅(qū)體水溶液加入所述懸濁液a中攪拌反應(yīng)，隨后依次進(jìn)行離心、洗滌、干燥，得到催化劑前體；然后，在氫氣氛圍下對(duì)所述催化劑前體進(jìn)行還原，得到鉑基催化劑。所述制備方法具有加工工藝簡單、易于操作的優(yōu)勢。

25、本發(fā)明提供的鉑基催化劑可以廣泛應(yīng)用于催化3-羥基丙醛加氫制備1,3-丙二醇中。

技術(shù)特征：

1.一種鉑基催化劑，其特征在于，所述鉑基催化劑為pt/ceox復(fù)合催化劑，包括ceox載體和復(fù)合于所述ceox載體表面的pt，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉑基催化劑，其特征在于，所述pt/ceox復(fù)合催化劑中ceox的質(zhì)量占比為90.0％～99.5％，所述pt的質(zhì)量占比為0.5％～10％；

3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉑基催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉑基催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(a)中三價(jià)鈰鹽包括氯化鈰、硫酸鈰或硝酸鈰中的至少一種；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉑基催化劑的制備方法，其特征在于，所述三價(jià)鈰鹽與所述沉淀劑的摩爾比為1:(2～7)，優(yōu)選為1:(3～5)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉑基催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)中鉑鹽前驅(qū)體水溶液包括氯鉑酸水溶液、乙酰丙酮鉑水溶液、氯化鉑水溶液的至少一種；

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉑基催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)中鉑鹽前驅(qū)體水溶液加入步驟(a)得到的懸濁液a中攪拌反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為200～600rpm，攪拌時(shí)間為1～5h。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鉑基催化劑的制備方法，其特征在于，所述鉑鹽前驅(qū)體水溶液與所述懸濁液a的體積比為(1～10):(30～100)。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉑基催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(c)包括：將步驟(b)得到的催化劑前體研磨為粉末，然后放置于氫氣氣氛還原；

10.權(quán)利要求1或2所述的鉑基催化劑在催化3-羥基丙醛加氫制備1,3-丙二醇中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種鉑基催化劑及其制備方法和應(yīng)用，涉及復(fù)合催化劑技術(shù)領(lǐng)域。所述鉑基催化劑包括CeO<subgt;x</subgt;載體和復(fù)合于所述CeO<subgt;x</subgt;載體表面的Pt，其中：所述CeO<subgt;x</subgt;為Ce金屬配位不飽和物，所述CeO<subgt;x</subgt;結(jié)構(gòu)式中的x＜2。經(jīng)驗(yàn)證得到，本申請(qǐng)上述結(jié)構(gòu)的鉑基催化劑在進(jìn)行3?羥基丙醛加氫制備1,3?PDO過程中，具有較高的3?羥基丙醛加氫活性和選擇性，同時(shí)催化穩(wěn)定性佳，進(jìn)而有效解決了現(xiàn)有1,3?PDO生產(chǎn)過程中催化劑加氫活性和催化選擇性不佳的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉寧,劉圣杰,陳潔,方曉亮,鄭南峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10