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专利号: 2024119910021
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于加氢法合成1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮的硫掺杂活性炭负载钯金属催化剂的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括具体如下步骤:(1)将硫原子前驱体溶解于去离子水中,加入完全干燥的活性炭,充分搅拌6‑12h,然后加热升温至60‑80℃蒸干水分,得到固体混合物A;所述的硫原子前驱体选自Na2SO4、Na2S、NaHSO3、Na2SO3、Na2S2O3、K2SO4、K2S、KHSO3、K2SO3、K2S2O3、H2SO4、甲基磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、α‑萘磺酸、β‑萘磺酸、2‑巯基乙醇、二甲基砜、苯基乙烯基砜、十二烷基硫酸钠中的至少一种;所述硫原子前驱体与活性炭按照硫原子的理论掺杂量y%=mS/(mS+m活性炭)×100%=

2‑10%投料,其中mS是指加入的硫原子前驱体中含有的S元素的质量;

(2)将固体混合物A置于真空烘箱中干燥;随后置于管式炉中,在惰性气氛下于500‑800℃煅烧3‑5h,待冷却至室温,得到硫掺杂活性炭载体;

(3)将硫掺杂活性炭载体加入适量去离子水中,在室温下搅拌分散均匀(优选搅拌分散

1‑3h),得到悬浊液B;另将钯金属前驱体化合物加入至适量去离子水中,加热升温至60‑80℃保持搅拌1‑3h,得到溶液C;随后将悬浊液B加热升温至60‑80℃,将溶液C逐滴加入悬浊液B,浸渍3‑5h;所述悬浊液B和溶液C按照使Pd的理论负载量x%=mPd/(mPd+m硫掺杂活性炭载体)×

100%=3‑10%投料,其中mPd是指溶液C中含有的Pd元素的质量,m硫掺杂活性炭载体是指悬浊液B中含有的硫掺杂活性炭载体的质量;

(4)经步骤(3)充分浸渍后,加入适量碱液至悬浊液B中,调节悬浊液B的pH值为8‑11,然后静置1.5‑2h;随后加热升温至60‑80℃,将适量含液相还原剂的水溶液缓慢滴加至悬浊液B中充分还原;将悬浊液B进行冷却、抽滤,同时用去离子水反复洗涤滤饼至滤液的pH呈中性;将滤饼干燥得到硫掺杂活性炭负载钯金属催化剂。

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述的y为2‑7,优选5。

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,升温至煅烧温度的速率为1‑‑1 ‑1

5℃·min ,煅烧温度为500‑800℃,煅烧时间为3‑5h;更优选升温速率为3℃·min ,煅烧温度为600℃,煅烧时间为3h。

4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述的钯金属前驱体化合物为四氯钯酸、四氯钯酸钠、四氯钯酸钾、硝酸钯、二氯四氨钯中的至少一种。

5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,在制备溶液C时,除了加入钯金属前驱体化合物和去离子水外,还加入分散剂,所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的至少一种,所述的分散剂质量用量为硫掺杂活性炭载体质量用量的5‑10%。

6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述的x为5‑10,优选7.5。

7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(4)中,所述的液相还原剂为硼氢化钠、水合肼中的至少一种,所述的液相还原剂与钯元素的摩尔比为5‑15:1;还原时间为1‑

2h。

8.一种根据权利要求1‑7之一所述的制备方法制得的用于加氢法合成1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮的硫掺杂活性炭负载钯金属催化剂。

9.如权利要求8所述的硫掺杂活性炭负载钯金属催化剂在加氢法合成1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮中的应用。

10.如权利要求9所述的应用,其特征在于:所述的应用包括具体如下步骤:向反应釜中依次加入2‑咪唑烷酮、去离子水、硫掺杂活性炭负载钯金属催化剂、甲醛溶液,在130‑160℃、氢气压力为1‑5MPa和机械搅拌的条件下进行连续加氢反应,合成1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮。