金屬有機骨架高溫自還原制備高性能等級孔碳負載Co基催化劑

何小可,李小云,王 朝,胡 念,鄧 兆,陳麗華,蘇寶連 ,2

(1.武漢理工大學材料復合新技術國家重點實驗室,武漢 430070; 2.那慕爾大學無機材料化學實驗室,那幕爾 B-5000; 3.武漢理工大學硅酸鹽建筑材料國家重點實驗室,武漢 430070)

負載型貴金屬基(如Pd基、Pt基等)催化劑因優異的催化活性被廣泛應用于石油化工下游單烯烴聚合產業中[1～3].如丁烯中少量丁二烯(0.3%～0.8%)的選擇性加氫催化去除反應等.但貴金屬對氫氣的活化能力強,易催化多烯烴及炔烴雜質過度加氫生成相應烷烴,具有較低的單烯烴選擇性,導致單烯烴聚合產業中碳資源的浪費[4～6].Lee等[7]研究發現,SiO2負載Pd基催化劑在50 ℃條件下,催化1,3-丁二烯選擇性加氫反應的轉化率為90%,而對產物丁烯的選擇性僅為26%.另一方面,貴金屬價格昂貴、儲量少,進一步限制了其工業應用[8,9].因此,高性價比的非貴金屬基選擇性加氫催化劑的研究越來越受到關注[10,11],如Co具有較高的催化加氫活性,能在較低的反應溫度下進行催化加氫反應[12～15].但由于非貴金屬性質活潑易被氧化,使負載非貴金屬催化劑的制備過程通常較為復雜[16].如Banares等[17]用有機團簇(CO9Co3CO2—)分別取代鈷羧酸配合物中的4個羥基基團,得到結構復雜的羰基鈷配合物,并在惰性氣體下碳化,氫氣還原后制得非貴金屬Co基選擇性加氫催化劑.盡管該催化劑在51 ℃下對1,3-丁二烯選擇性加氫反應的轉化率可高達50%,但繁瑣的熱處理造成了催化劑結構的坍塌和比表面積的下降(160 m2/g),導致納米鈷顆粒在載體上分散……