本發(fā)明屬于催化，涉及一種負(fù)載型鉑鎳合金催化劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、氘代oled材料可以顯著提升oled器件的整體性能，包括提高oled材料的發(fā)光效率、穩(wěn)定性、色純度和延長器件壽命。有研究表明，藍(lán)光材料分子中c-h鍵改為c-d鍵后，oled器件使用壽命可提高2.4倍以上。因此，氘代oled材料在高端顯示設(shè)備中應(yīng)用廣泛，在大尺寸電視和高端智能手機(jī)等領(lǐng)域均有應(yīng)用。

2、以pt/c為催化劑的氫氘交換反應(yīng)技術(shù)，是工業(yè)化制備oled氘代材料的主流方法。當(dāng)前使用商用pt/c催化劑進(jìn)行稠環(huán)芳烴類化合物的氘代反應(yīng)時，通常會伴隨著去芳構(gòu)化(氘代二氫蒽、氘代四氫蒽)、芳環(huán)裂解、芳環(huán)偶聯(lián)(氘代聯(lián)蒽)等反應(yīng)副產(chǎn)物的生成，這些副產(chǎn)物難以去除，導(dǎo)致產(chǎn)物純化過程中難以達(dá)到>99.9％的純度要求，產(chǎn)物收率較低，增加了生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與缺陷。本發(fā)明提供了一種負(fù)載型鉑鎳合金催化劑及其制備方法與應(yīng)用，通過調(diào)控負(fù)載型鉑鎳合金催化劑制備過程中的鉑鎳比，提高了負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的活性和反應(yīng)選擇性，減少了難以純化除去的反應(yīng)副產(chǎn)物的生成。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法，包括：將鉑源、鎳源、有機(jī)配體在有機(jī)溶劑中混合反應(yīng)，過濾，洗滌，烘干，得到鉑鎳絡(luò)合物；將鉑鎳絡(luò)合物和氮摻雜多孔碳分散于有機(jī)溶劑中，超聲，離心，烘干，得到鉑鎳催化劑前驅(qū)體；將鉑鎳催化劑前驅(qū)體在氬氣氛圍中進(jìn)行還原退火處理，冷卻，得到鉑鎳合金催化劑。

3、進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法中，所述鉑源選自六水合氯鉑酸、氯鉑酸鉀、四氯鉑酸鈉二水合物中的任意一種；

4、所述鎳源選自六水合硝酸鎳、七水合硫酸鎳、六水合氯化鎳中的任意一種；

5、所述有機(jī)配體選自選自2,2’-聯(lián)吡啶、2,2’-聯(lián)喹啉、1,10-菲啰啉中的任意一種；

6、所述有機(jī)溶劑選自甲醇、乙醇、乙二醇、n,n-二甲基甲酰胺中的任意一種。

7、進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法中，所述氮摻雜多孔碳的制備方法包括：椰殼、尿素和煙酰胺通過浸漬-熱解法制得。

8、進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法中，制備所述鉑鎳絡(luò)合物的混合反應(yīng)時間為5h～8h；

9、制備所述鉑鎳催化劑前驅(qū)體的超聲時間為4h～6h。

10、進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法中，所述鉑源和所述鎳源的摩爾比為1:0.3～1.5；

11、所述鉑鎳絡(luò)合物和氮摻雜多孔碳的質(zhì)量比為1:1～5。

12、進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法中，所述還原退火的溫度為600～700℃，還原退火時間為2～6h。

13、第二方面，本發(fā)明提供了一種負(fù)載型鉑鎳合金催化劑，由上述制備方法制得。

14、第三方面，本發(fā)明提供了負(fù)載型鉑鎳合金催化劑在稠環(huán)芳烴類化合物氘代反應(yīng)中的應(yīng)用。

15、進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的負(fù)載型鉑鎳催化劑在稠環(huán)芳烴類化合物氘代反應(yīng)中的應(yīng)用，包括：將稠環(huán)芳烴類化合物、氘源以及負(fù)載型鉑鎳合金催化劑加熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后分離純化，得到稠環(huán)芳烴全氘代產(chǎn)物。

16、進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的負(fù)載型鉑鎳催化劑在稠環(huán)芳烴類化合物氘代反應(yīng)中的應(yīng)用，所述氘源選自氘水、氘代苯、氘代乙醇中的任意一種；

17、所述加熱反應(yīng)的溫度為150～280℃，加熱反應(yīng)的時間為4～24h。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案至少具備下述的有益效果或優(yōu)點(diǎn)：

19、(1)本發(fā)明采用相對廉價的過渡金屬鎳與鉑形成鉑鎳合金，不僅可以有效降低鉑的使用量，提高鉑的利用率。通過鎳的壓縮應(yīng)變和配位作用使得鉑的d帶中心負(fù)移，調(diào)整鉑的原有電子結(jié)構(gòu)，降低了鉑對中間產(chǎn)物的吸附能力，從而調(diào)控了鉑基催化劑的催化活性。

20、(2)本發(fā)明使用的氮摻雜多孔碳有助于加強(qiáng)金屬和載體之間的相互作用，從而減少催化劑在熱解制備過程中鉑鎳納米顆粒的團(tuán)聚。

21、(3)本發(fā)明使用有機(jī)小分子2,2’-聯(lián)吡啶等含氮雙齒配體作為配體耦合鎳離子和鉑離子，并結(jié)合熱退火過程合成了尺寸可控的鉑鎳合金催化劑。

22、(4)本發(fā)明提供負(fù)載型鉑鎳合金催化劑，不涉及水熱反應(yīng)和冷凍干燥等過程，可以用于制備工業(yè)級的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑，實(shí)用性強(qiáng)。

23、(4)本發(fā)明提供的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑應(yīng)用于稠環(huán)芳烴類化合物的氘代反應(yīng)，可以大幅減少或避免了去芳構(gòu)化(氘代二氫蒽、氘代四氫蒽)、芳環(huán)裂解、芳環(huán)偶聯(lián)(氘代聯(lián)蒽)等反應(yīng)副產(chǎn)物的生成，縮短了純化過程，提高到了產(chǎn)品收率，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法，其特征在于，包括：將鉑源、鎳源、有機(jī)配體在有機(jī)溶劑中混合反應(yīng)，過濾，洗滌，烘干，得到鉑鎳絡(luò)合物；將鉑鎳絡(luò)合物和氮摻雜多孔碳分散于有機(jī)溶劑中，超聲，離心，烘干，得到鉑鎳催化劑前驅(qū)體；將鉑鎳催化劑前驅(qū)體在氬氣氛圍中進(jìn)行還原退火處理，冷卻，得到鉑鎳合金催化劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述鉑源選自六水合氯鉑酸、氯鉑酸鉀、四氯鉑酸鈉二水合物中的任意一種；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述氮摻雜多孔碳的制備方法包括：椰殼、尿素和煙酰胺通過浸漬-熱解法制得。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法，其特征在于，制備所述鉑鎳絡(luò)合物的混合反應(yīng)時間為5h～8h；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述鉑源和所述鎳源的摩爾比為1:0.3～1.5；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述還原退火的溫度為600～700℃，還原退火時間為2～6h。

7.一種如權(quán)利要求1～6任一項所述的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法制得的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑。

8.如權(quán)利要求7所述的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑在稠環(huán)芳烴類化合物氘代反應(yīng)中的應(yīng)用。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，包括：將稠環(huán)芳烴類化合物、氘源以及負(fù)載型鉑鎳合金催化劑加熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后分離純化，得到稠環(huán)芳烴全氘代產(chǎn)物。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述氘源選自氘水、氘代苯、氘代乙醇中的任意一種；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種負(fù)載型鉑鎳合金催化劑及其制備方法與應(yīng)用，屬于催化技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑的制備方法包括：將鉑源、鎳源、有機(jī)配體在有機(jī)溶劑中混合，攪拌，過濾，洗滌，烘干，得到鉑鎳絡(luò)合物；將鉑鎳絡(luò)合物和氮摻雜多孔碳分散于有機(jī)溶劑中，超聲，離心，烘干，得到負(fù)載型鉑鎳催化劑前驅(qū)體；將負(fù)載型鉑鎳催化劑前驅(qū)體在氬氣氛圍中進(jìn)行還原退火處理，冷卻，得到鉑鎳合金催化劑。本發(fā)明提供的負(fù)載型鉑鎳合金催化劑可應(yīng)用于稠環(huán)芳烴類化合物的氘代反應(yīng)中，催化活性高，副反應(yīng)少，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：閆自強(qiáng),吳靜,郭家寶,黃仁斌,毛濤,何漢江,王小偉,袁江波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安瑞聯(lián)新材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24