CN103769164B - 一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其应用 - Google Patents

一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN103769164B
CN103769164B CN201410012906.5A CN201410012906A CN103769164B CN 103769164 B CN103769164 B CN 103769164B CN 201410012906 A CN201410012906 A CN 201410012906A CN 103769164 B CN103769164 B CN 103769164B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
steel cloth
platinum catalyst
load platinum
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410012906.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103769164A (zh
Inventor
严新焕
敖平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN201410012906.5A priority Critical patent/CN103769164B/zh
Publication of CN103769164A publication Critical patent/CN103769164A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103769164B publication Critical patent/CN103769164B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其应用，所述不锈钢丝网负载铂催化剂的其制备方法包括如下步骤：将Pt2(dba)3加入到碳酸丙二醇酯中得到混合物，并将该混合物在1-3MPa氢气气氛中于室温下进行搅拌反应，1-2h后停止搅拌并取出溶液，得到含有Pt纳米颗粒的碳酸丙二醇酯溶液；将盐酸处理过的100-300目的不锈钢丝网载体浸渍到含有Pt纳米粒子的碳酸丙二醇酯溶液中，于25-100℃处理6-24小时后，将不锈钢丝网取出，烘干获得不锈钢丝网负载铂催化剂。所述的不锈钢丝网负载铂催化剂可应用于VOCs催化燃烧或邻氯硝基苯原位液相加氢制备邻氯苯胺的反应中。本发明所述催化剂具有制备工艺简单、原料来源广泛、催化活性高、稳定性好的优点。

Description

一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其在处理挥发性有机物（VOCs）废气以及邻氯硝基苯原位液相加氢制邻氯苯胺中的应用。
背景技术
众所周知，催化载体在催化反应中起着至关重要的作用。近年来，对催化剂的主要研究方向集中在新载体的开发上。在大量的对新载体的研究中，金属载体逐渐成为研究的热点。由于对催化剂的实际应用需求以及高稳定性载体的更高要求，不锈钢丝网因其延展性好，具有良好的耐热、耐磨和抗腐蚀性能，引起了科技工作者的关注。选用不锈钢丝网为载体，可以克服以蜂窝陶瓷、氧化铝、氧镪锆等为载体的催化剂制备工艺复杂、涂层易起壳且活性组分易烧结的现象。因此，不锈钢丝网作为一种新型的催化剂载体，将是催化反应领域的重要发展方向。
已公开的中国专利ZL03129367涉及到一种不锈钢阳极氧化膜负载贵金属催化剂制备方法，其步骤为：化学去油，去表面氧化层，活化预处理，阳极氧化处理，获得不锈钢阳极氧化膜，负载贵金属活性组分，上述不锈钢阳极氧化膜负载贵金属催化剂活性较好、耐高温、耐冲击、抗震动，热稳定性好。但存在着载体应用面窄，制备步骤多等问题。
中国专利200810059778.40涉及另一种不锈钢金属丝网载体阳极氧化膜负载贵金属催化剂，扩大了载体应用面，但获得的催化剂催化活性不够高。相比之下中国专利200810062376.X不锈钢金属丝网阳极氧化膜载体负载稀土金属-贵金属催化剂相比，催化活性更高，但由于该催化剂（Ce-Pt-Pd/不锈钢金属丝网）活性组分中的贵金属采用Pt-Pd双组分，成本相对较高，如何降低成本又保持活性是需要解决的问题。
本发明与上述两个专利的主要区别是采用了另一种新型的方法将Pt纳米粒子负载在不锈钢丝网上，也取得了更好的催化效果，在资源利用和成本上获得了更大的空间。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种制备工艺简单、原料来源广泛、催化活性高、稳定性好的不锈钢丝网负载铂（Pt/SSWM）催化剂。
本发明的第二个目的是提供所述的Pt/SSWM催化剂在VOCs催化燃烧中的应用，其在较低温度下实现了VOCs的催化消除，且催化剂的稳定性高达500h以上。
本发明的第三个目的是提供所述的Pt/SSWM催化剂在邻氯硝基苯原位液相加氢制备邻氯苯胺中的应用，催化剂活性高，稳定性好，成本低，有效抑制了脱卤。
下面对本发明的技术方案做具体说明。
本发明提供了一种不锈钢丝网负载铂（Pt/SSWM）催化剂，其制备方法包括如下步骤：将Pt2(dba)3加入到碳酸丙二醇酯（PC）中得到混合物，并将该混合物在1-3MPa氢气气氛中于室温下进行搅拌反应，1-2h后停止搅拌并取出溶液，得到含有Pt纳米颗粒的PC溶液；将盐酸处理过的100-300目的不锈钢丝网载体浸渍到含有Pt纳米粒子的PC溶液中，于25-100℃处理6-24小时后，将不锈钢丝网取出，烘干获得Pt/SSWM催化剂。
本发明中，Pt前躯体Pt2(dba)3可按照如下步骤制备：将适量的dba（二亚苄基丙酮）、乙酸钠、以及乙醇混合物装入三口烧瓶中，在50℃下搅拌溶解，加入适量的K2PtCl4水溶液，加热到90℃下回流，反应2小时，停止加热，搅拌降温至室温，静置过夜，过滤后，用蒸馏水洗涤，再用正戊烷清洗，去除其他反应杂质。
本发明中，所述的不锈钢丝网载体先用盐酸处理以出去丝网表面的杂质。
本发明中，优选使含有Pt纳米颗粒的PC溶液中的Pt纳米粒子浓度为0.01～0.05mol/L，更优选为0.03～0.04mol/L。
本发明中，浸渍温度优选为25～50℃。
本发明提供了所述Pt/SSWM催化剂在VOCs催化燃烧中的应用。
本发明还提供了所述Pt/SSWM催化剂在邻氯硝基苯原位液相加氢制备邻氯苯胺的应用。具体的，所述的应用具体为：在反应容器中加入Pt/SSWM催化剂和邻氯硝基苯的乙醇水溶液，在一定温度（180～220℃）和压力（1-3MPa）下进行反应，生成邻氯苯胺。
与现有技术相比，本发明所述的Pt/SSWM催化剂具有如下优势：（1）本发明催化剂的合成方法，碳酸丙二醇酯可重复利用，不会产生废气废水，环境成本低，易于扩大规模进行工业生产；（2）将催化剂的载体拓展到不锈钢丝网，由于不锈钢丝网价格低，资源多，取材广泛。（3）所述Pt/SSWM催化剂活性高，稳定性好，用于VOCs催化燃烧以及邻氯硝基苯原位液相加氢制备邻氯苯胺的反应，具有高转化率、高选择性以及高稳定性的特点。
具体实施方式
为进一步了解本发明，下面以实施例作详细说明，并详细描述了本发明采用Pt/SSWM催化剂有效提高催化VOCs完全氧化及邻氯硝基苯原位液相加氢制邻氯苯胺的性能。
实施例1
●将200目的不锈钢丝网卷成柱状，浸渍在0.1mol/L的HCl溶液中除去丝网表面的杂质，浸渍时间为3分钟。
●将一定量的Pt2(dba)3加入到碳酸丙二醇酯（PC）中得到混合物，并将该混合物在3MPa氢气气氛中于室温下进行搅拌反应，2h后停止搅拌并取出溶液，得到含有0.01mol/L的Pt纳米颗粒的PC溶液。
●将柱状不锈钢丝网浸渍在上述含0.01mol/LPt纳米粒子的PC溶液中，浸渍时间为24小时，浸渍温度为25℃。
●将不锈钢丝网取出于120℃烘干，得到Pt/SSWM催化剂。
上述催化剂用于处理挥发性有机废气，具体为：将所制得的Pt/SSWM催化剂置于直径12mm的固定床微型反应器中，将装有VOCs（甲苯、异丙醇或丙酮）溶液的容器置于含冰水混合物的器皿中，通过鼓泡将VOCs以气体的形式带出，并调节气体流量，使VOCs浓度为1000ppm，以空速为10000ml·g-1·h-1的条件进行反应。利用气相色谱和火焰离子检测器测定催化剂对VOCs氧化的催化活性。结果显示，所述的Pt/SSWM催化剂具有高效催化氧化VOCs的性能，能分别在低于225、240、255℃的温度下实现甲苯、异丙醇、丙酮的完全氧化成二氧化碳和水，没有其他产物生成，且催化剂的稳定性高达500h以上。
上述催化剂用于邻氯硝基苯加氢反应中，所述应用具体为：将Pt/SSWM催化剂置于固定床反应器的恒温区，将邻氯硝基苯的乙醇水溶液，采用高压输液泵连续进样（体积空速为15h–1），采用温控仪和背压阀分别控制反应的温度（180～220℃）和压力（1-3MPa），使反应体系处于液相状态。反应产物经过冷凝器进入气液分离器，采用气相色谱仪对样品进行分析。结果表明，所述的Pt/SSWM催化剂用于乙醇液相制氢与邻氯硝基苯催化加氢偶合合成邻氯苯胺反应中，220℃时，o-CNB的转化率高达92.4%,o-CAN的选择性为97.5%，反应无脱卤现象，且催化剂稳定性高达800h以上。
实施例2
●将200目的不锈钢丝网卷成柱状，浸渍在0.1mol/L的HCl溶液中除去丝网表面的杂质，浸渍时间为3分钟。
●将一定量的Pt2(dba)3加入到碳酸丙二醇酯（PC）中得到混合物，并将该混合物在1MPa氢气气氛中于室温下进行搅拌反应，2h后停止搅拌并取出溶液，得到含有0.02mol/L的Pt纳米颗粒的PC溶液。
●将柱状不锈钢丝网浸渍在上述含0.02mol/LPt纳米粒子的PC溶液中，浸渍时间为24小时，浸渍温度为25℃。
●将不锈钢丝网取出于120℃烘干，得到Pt/SSWM催化剂。
上述催化剂用于处理挥发性有机废气，反应步骤同实施例1，结果表明，对甲苯、异丙醇、丙酮的完全转化温度分别为215、230、240℃，且催化剂稳定性高达500h以上。
上述催化剂用于邻氯硝基苯加氢反应中，反应步骤同实施例1，结果表明，220℃时，o-CNB的转化率高达97.3%，o-CAN的选择性为97.1%，反应无脱卤现象，且催化剂稳定性高达800h以上。
实施例3
●将200目的不锈钢丝网卷成柱状，浸渍在0.1mol/L的HCl溶液中除去丝网表面的杂质，浸渍时间为3分钟。
●将一定量的Pt2(dba)3加入到碳酸丙二醇酯（PC）中得到混合物，并将该混合物在3MPa氢气气氛中于室温下进行搅拌反应，2h后停止搅拌并取出溶液，得到含有0.04mol/L的Pt纳米颗粒的PC溶液。
●将柱状不锈钢丝网浸渍在上述含0.04mol/LPt纳米粒子的PC溶液中，浸渍时间为24小时，浸渍温度为25℃。
●将不锈钢丝网取出于120℃烘干，得到Pt/SSWM催化剂。
上述催化剂用于处理挥发性有机废气，反应步骤同实施例1，结果表明，对甲苯、异丙醇、丙酮的完全转化温度分别为195、220、225℃，且催化剂稳定性高达500h以上。
上述催化剂用于邻氯硝基苯加氢反应中，反应步骤同实施例1，结果表明，220℃时，o-CNB的转化率高达98.9%，o-CAN的选择性为98.4%，反应无脱卤现象，且催化剂稳定性高达800h以上。
实施例4
●将200目的不锈钢丝网卷成柱状，浸渍在0.1mol/L的HCl溶液中除去丝网表面的杂质，浸渍时间为3分钟。
●将一定量的Pt2(dba)3加入到碳酸丙二醇酯（PC）中得到混合物，并将该混合物在3MPa氢气气氛中于室温下进行搅拌反应，2h后停止搅拌并取出溶液，得到含有0.04mol/L的Pt纳米颗粒的PC溶液。
●将柱状不锈钢丝网浸渍在上述含0.04mol/LPt纳米粒子的PC溶液中，浸渍时间为24小时，浸渍温度为50℃。
●将不锈钢丝网取出于120℃烘干，得到Pt/SSWM催化剂。
上述催化剂用于处理挥发性有机废气，反应步骤同实施例1，结果表明，对甲苯、异丙醇、丙酮的完全转化温度分别为190℃、215℃、220℃，且催化剂稳定性高达500h以上。
上述催化剂用于邻氯硝基苯加氢反应中，反应步骤同实施例1，结果表明，220℃时，o-CNB的转化率高达99.8%,o-CAN的选择性为99.2%,且反应无脱卤现象，且催化剂稳定性高达800h以上。
实施例5
●将200目的不锈钢丝网卷成柱状，浸渍在0.1mol/L的HCl溶液中除去丝网表面的杂质，浸渍时间为3分钟。
●将一定量的Pt2(dba)3加入到碳酸丙二醇酯（PC）中得到混合物，并将该混合物在3MPa氢气气氛中于室温下进行搅拌反应，2h后停止搅拌并取出溶液，得到含有0.04mol/L的Pt纳米颗粒的PC溶液。
●将柱状不锈钢丝网浸渍在上述含0.04mol/LPt纳米粒子的PC溶液中，浸渍时间为24小时，浸渍温度为75℃。
●将不锈钢丝网取出于120℃烘干，得到Pt/SSWM催化剂。
上述催化剂用于处理挥发性有机废气，反应步骤同实施例1，结果表明，对甲苯、异丙醇、丙酮的完全转化温度分别为200℃、225℃、230℃，且催化剂稳定性高达500h以上。
上述催化剂用于邻氯硝基苯加氢反应中，反应步骤同实施例1，结果表明，220℃时，o-CNB的转化率高达98.1%，o-CAN的选择性为98.2%,，反应无脱卤现象，且催化剂稳定性高达800h以上。
实施例6
●将200目的不锈钢丝网卷成柱状，浸渍在0.1mol/L的HCl溶液中除去丝网表面的杂质，浸渍时间为3分钟。
●将一定量的Pt2(dba)3加入到碳酸丙二醇酯（PC）中得到混合物，并将该混合物在3MPa氢气气氛中于室温下进行搅拌反应，2h后停止搅拌并取出溶液，得到含有0.04mol/L的Pt纳米颗粒的PC溶液。
●将柱状不锈钢丝网浸渍在上述含0.04mol/LPt纳米粒子的PC溶液中，浸渍时间为24小时，浸渍温度为100℃。
●将不锈钢丝网取出于120℃烘干，得到Pt/SSWM催化剂。
上述催化剂用于处理挥发性有机废气，反应步骤同实施例1，结果表明，对甲苯、异丙醇、丙酮的完全转化温度分别为220℃、245℃、260℃，且催化剂稳定性高达500h以上。
上述催化剂用于邻氯硝基苯加氢反应中，反应步骤同实施例1，结果表明，220℃时，o-CNB的转化率高达91.7%，o-CAN的选择性为96.6%，反应无脱卤现象，且催化剂稳定性高达800h以上。
最后，还需注意的是，以上列举的仅是本发明的若干具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普遍技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种不锈钢丝网负载铂催化剂，其制备方法包括如下步骤：将Pt2(dba)3加入到碳酸丙二醇酯中得到混合物，并将该混合物在1-3MPa氢气气氛中于室温下进行搅拌反应，1-2h后停止搅拌并取出溶液，得到含有Pt纳米颗粒的碳酸丙二醇酯溶液；将盐酸处理过的100-300目的不锈钢丝网载体浸渍到含有Pt纳米粒子的碳酸丙二醇酯溶液中，于25-100℃处理6-24小时后，将不锈钢丝网取出，烘干获得不锈钢丝网负载铂催化剂。
2.如权利要求1所述的不锈钢丝网负载铂催化剂，其特征在于：使含有Pt纳米颗粒的碳酸丙二醇酯溶液中的Pt纳米粒子浓度为0.01～0.05mol/L。
3.如权利要求2所述的不锈钢丝网负载铂催化剂，其特征在于：使含有Pt纳米颗粒的碳酸丙二醇酯溶液中的Pt纳米粒子浓度为0.03～0.04mol/L。
4.如权利要求1～3之一所述的不锈钢丝网负载铂催化剂，其特征在于：浸渍温度为25～50℃。
5.如权利要求1所述的不锈钢丝网负载铂催化剂在VOCs催化燃烧中的应用。
6.如权利要求1所述的不锈钢丝网负载铂催化剂在邻氯硝基苯原位液相加氢制备邻氯苯胺的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于所述的应用具体为：在反应容器中加入不锈钢丝网负载铂催化剂和邻氯硝基苯的乙醇水溶液，在180～220℃、1-3MPa条件下进行反应，生成邻氯苯胺。
CN201410012906.5A 2014-01-10 2014-01-10 一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其应用 Active CN103769164B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410012906.5A CN103769164B (zh) 2014-01-10 2014-01-10 一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410012906.5A CN103769164B (zh) 2014-01-10 2014-01-10 一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103769164A CN103769164A (zh) 2014-05-07
CN103769164B true CN103769164B (zh) 2016-01-20

Family

ID=50562198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410012906.5A Active CN103769164B (zh) 2014-01-10 2014-01-10 一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103769164B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111850404A (zh) * 2020-07-09 2020-10-30 黄山创想科技股份有限公司 一种铬铂低合金预应力铝包钢丝的制造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104174411B (zh) * 2014-07-07 2016-06-29 中国科学院过程工程研究所 一种提高VOCs催化剂催化氧化活性的方法
CN107382745B (zh) * 2017-09-08 2019-09-06 河北工业大学 一种硝基苯液相连续加氢合成苯胺的方法
CN109163338A (zh) * 2018-06-26 2019-01-08 昆明理工大学 一种处理液氮洗尾气的方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101274282A (zh) * 2008-05-13 2008-10-01 浙江大学 不锈钢丝网阳极氧化膜负载稀土金属-贵金属催化剂的制备方法
CN102513130A (zh) * 2011-12-05 2012-06-27 广东工业大学 铂基蜂窝状铁铬铝丝网整体式燃烧催化剂的制备方法及其应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101274282A (zh) * 2008-05-13 2008-10-01 浙江大学 不锈钢丝网阳极氧化膜负载稀土金属-贵金属催化剂的制备方法
CN102513130A (zh) * 2011-12-05 2012-06-27 广东工业大学 铂基蜂窝状铁铬铝丝网整体式燃烧催化剂的制备方法及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
原位液相催化加氢双功能催化剂稳定性研究;杨芳;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20130215(第02期);第41-55页 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111850404A (zh) * 2020-07-09 2020-10-30 黄山创想科技股份有限公司 一种铬铂低合金预应力铝包钢丝的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103769164A (zh) 2014-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Panagiotopoulou et al. Kinetics and mechanism of glycerol photo-oxidation and photo-reforming reactions in aqueous TiO2 and Pt/TiO2 suspensions
CN103769164B (zh) 一种不锈钢丝网负载铂催化剂及其应用
Machida et al. Macroporous supported Cu–V oxide as a promising substitute of the Pt catalyst for sulfuric acid decomposition in solar thermochemical hydrogen production
CN103736484B (zh) 一种用于甲醛净化的负载型类整体式催化剂及其制备方法
WO2015161701A1 (zh) 介孔材料包覆式钴基费托合成催化剂及其制备方法
Hong et al. Fabrication of supported Pd–Ir/Al2O3 bimetallic catalysts for 2‐ethylanthraquinone hydrogenation
CN106076375B (zh) 一种氟掺杂的二氧化钛负载贵金属催化剂及其制备方法与应用
Huang et al. Praseodymium hydroxide and oxide nanorods and Au/Pr6O11 nanorod catalysts for CO oxidation
Rui et al. Anodic alumina supported Pt catalyst for total oxidation of trace toluene
CN105536777A (zh) 一种用于催化燃烧的活性组分高分散催化剂及其制备方法
Tschentscher et al. Glucose oxidation in slurry reactors and rotating foam reactors
CN110813337A (zh) 一种金属-磷-碳多级孔催化剂及其制备方法与应用
Wang et al. Hierarchically structured NiO/CeO2 nanocatalysts templated by eggshell membranes for methane steam reforming
Li et al. Pd–Co coating onto cordierite monoliths as structured catalysts for methane catalytic combustion
CN101537352B (zh) 一种介孔氧化铝材料负载铂催化剂的制备方法
Li et al. Metallic-substrate-supported manganese oxide as Joule-heat-ignition catalytic reactor for removal of carbon monoxide and toluene in air
Jiang et al. Preparation of cordierite monolithic catalyst for α-methylstyrene hydrogenation in a rotating packed bed reactor
CN103073036A (zh) 超微孔高比表面积氧化铝材料及其制备方法
Song et al. Bio-inspired immobilization of metal oxides on monolithic microreactor for continuous Knoevenagel reaction
CN101607202A (zh) 对苯二甲酸精制方法
CN111151247A (zh) 一种负载型催化剂及其制备方法和应用
Nguyen et al. Platelet millireactor filled with open cell foam-supported Pt nanoparticles for a three-phase catalytic system
CN112044448A (zh) 一种VOCs催化燃烧整体金属泡沫催化剂及其制备与应用
Wenmakers et al. Enhanced liquid–solid mass transfer by carbon nanofibers on solid foam as catalyst support
Popescu et al. Improved characteristics of hydrophobic polytetrafluoroethylene–platinum catalysts for tritium recovery from tritiated water

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant