一種多級結構負載型納米金催化劑

  α, β -不饱和醛/酮选择性加氢反应是精细化学品生产合成过程的关键步骤，其加氢产物不饱和醇是生产医药中间体和香料的重要原料。然而，目前工业上普遍采用的方法存在反应条件苛刻、还原剂用量大、产物不易分离和三废排放问题严重等弱点。多相催化加氢的方法具有反应条件和气、还原剂(氢气)绿色无污染、催化剂易于分离可循环使用等特点，但由于α，β-不饱和醛/酮的C=C键在热力学上比C=O键的活化能低、在动力学上比C=O键更活泼，因此研宄和设计对具有高C=O键加氢选择性的催化剂成为多相催化研宄的热点和难点。纳米金催化剂对α，β -不饱和醛/酮的C=O键表现出优异的选择加氢性能。金粒子的粒子尺寸、形貌和化学态是妨碍负载型纳米金催化剂的催化性能的关键因素，而载体作为负载型催化剂的基石，对催化性能也具有非常重要的意义。T12载体是一种新型的催化剂载体材料，它与贵金属间存在强金属-载体相互作用(SMSI)。2008年，Milone等在Applied Catalysis A: General第337卷第163页报道了由世界黄金协会提供的Au/Ti02催化剂在压力为0.1 MPa、温度为70 0C的条件下可有效催化肉桂醛加氢反应，肉桂醇的选择性为41%。2012年，Davis等在ACS Catal.第2卷第682页报道了由世界黄金协会提供的Au/Ti02催化剂在压力为0.2 MPa，温度为60 0C的条件下可有效催化肉桂醛加氢反应，肉桂醇的选择性为52%。近年来，大批研宄表明(001)晶面暴露的锐钛矿型T12因其外表自由能更高(0.90 J/m2)且具有更多低配位的Ti原子而表现出更高的反应活性。因此，控制合成具有高(001)晶面暴露率的高活性锐钛矿型T12微米/纳米结构催化剂材料并开发使用这种优异的外表特征引起了人们极大的兴致。目前，关于以(001)暴露面的锐钛矿型T12为载体的纳米金催化剂的报道较少，特别是将该金催化剂应用于肉桂醛催化加氢反应的研宄未见报端。

本文的目的在于提供一種多級結構負載型納米金催化劑及其制备方法，一种高(001)晶面暴露率的铁掺杂锐钛矿T12纳米片层多级微球负载纳米金催化剂及制备方法。技术方案如下：

1、载体的制备：准确量取一定体积的溶剂异丙醇(IPA)，进入一定量的盖帽剂二乙烯三胺(DETA)，缓慢搅拌3~5min之后将一定量的异丙醇钛(TIP)进入到溶剂中获得混合溶液，准确称量一定质量的FeCl3WH2O溶解到混合液中，超声疏散3~5 min使其均匀疏散，其中IPA:TIP:DETA的体积比为71:0.05:3.35~71:1:3.35 ;将混合液移至100 ml自生压反应釜中，于180~240 0C下晶化20~28小时，反应结束后自然冷却至室温，接着用无水乙醇洗涤反应沉淀物3~5次，洗涤结束后于40~80°C下干亢6~12 h，获得淡黄色粉体。接着在管式炉中于空气气氛下以1~5 0C /min的升温速率升温至300~500 °C，焙烧2~4 h，获得载体记为{001}-xFe-AHSs，x为金属离子Fe3+与Ti 4+的摩尔百分比，x为0.1%~0.4%。

2、金催化剂的制备：打算量取一定体积的氯金酸溶液于圆底烧瓶中，用浓度为0.01~0.05 mol/L的Na2CO3溶液调节其pH为79 ;进入一定质量的载体{001} -xFe-AHSs落伍一步用Na 20)3溶液调节pH值至7~9 ;将反应液置于60~80 0C油浴中磁力搅拌反应2~4 h结束，待反应液冷却至室温后用去离子水洗涤反应沉淀物至无Cl—存在，将反应沉淀物于40~80 V下干亢6-12 h;在管式炉中于空气气氛下以l~5°C/min的升温速率升温至200~400 °〇进行热处置焙烧1~4 h，获得紫色粉体，记为yAu/ {001} -xFe-AHSs, x为金属离子Fe3+与Ti 4+的摩尔百分比，X 为 0.1%~0.4%，y 为 1.0 wt% 5.0 wt%。