核壳结构Pt-W基催化剂及其制备方法与应用、选择性氢解反应的方法与流程

本发明涉及催化剂材料合成领域，具体涉及一种核壳结构pt-w基催化剂及其制备方法与应用、选择性氢解反应的方法。

背景技术：

1、1,3-丙二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇是重要的化工中间体以及合成高端聚酯的重要单体。目前，工业上主要采用石油炼制途径生产1,3-丙二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇，存在生产能耗高、原料不可再生、反应产物分离困难、污染环境等问题。

2、文献(chinese journal of catalysis,2020,41,1261-1267)报道了一种将甘油催化转化成1,3-丙二醇的方法，研究了pt-w基催化剂在固定床反应器中连续运行700小时后的稳定性。在700小时的反应后，甘油转化率从最初的58％降低到25％，贵金属pt含量流失率达到了8.7wt％。

3、文献(acs catal.2018,8,1427-1439)报道了一种用pt-w基催化剂将四氢呋喃二甲醇选择性氢解合成1,6-己二醇的方法，1,6-己二醇收率可达70％，但是，pt含量高达10％，尚未发现关于催化剂稳定性的报道。

4、文献(catalysis today,2018,303,207-212)报道了一种用pt-w基催化剂将四氢糠醛选择性氢解合成1,5-戊二醇的方法，1,5-戊二醇收率最大为43％，pt含量为3％，尚未发现关于催化剂稳定性的报道。

5、cn112169795a公开了一种多元醇氢解催化剂的活化方法，采用含氢气和氮气的混合气为原料，对催化剂进行原位还原，进行甘油氢解制1,3-丙二醇，提高甘油的转还原率和1,3-丙二醇的收率，但催化剂仅能进行80h的催化反应，长周期稳定性较差。

6、因此，在甘油、四氢糠醇、四氢呋喃二甲醇等生物基平台分子转化为高附加值端羟基二醇的反应中，需要能够实现工业化应用，满足长周期使用要求的催化剂。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的催化剂的反应活性和水热稳定性较差，目标产物选择性较低，贵金属容易流失的问题，提供一种核壳结构pt-w基催化剂及其制备方法与应用、选择性氢解反应的方法，该催化剂在改善催化剂活性和目标产物选择性高的前提下，稳定性大幅提升。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种核壳结构pt-w基催化剂，其中，所述催化剂具有核壳结构，包括内核、第一层壳层、第二层壳层和最外层壳层；

3、所述催化剂的内核包括耐热无机氧化物和/或分子筛，第一层壳层包括pt纳米颗粒，第二层壳层包括氧化铝纳米薄膜，最外层壳层包括w氧化物；

4、其中，所述氧化铝纳米薄膜的厚度为1-20nm。

5、本发明第二方面提供一种核壳结构pt-w基催化剂的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：

6、(1)将pt纳米颗粒负载在内核载体上，得到第一预产物；

7、(2)在第一预产物表面采用热原子层沉积法沉积氧化铝纳米薄膜，得到第二预产物；

8、(3)在第二预产物表面负载w氧化物，进行热处理后，得到核壳结构pt-w基催化剂。

9、本发明第三方面提供一种第二方面所述的制备方法制得的催化剂。

10、本发明第四方面提供一种第一方面或第三方面所述的催化剂在氢解反应中的应用。

11、本发明第五方面提供一种选择性氢解反应的方法，其中，所述方法包括：在第一方面或第三方面所述的催化剂的存在下，将反应原料进行选择性氢解反应。

12、优选地，所述反应原料选自甘油、四氢糠醇和四氢呋喃二甲醇中的至少一种。

13、通过上述技术方案，获得的有益效果如下：

14、(1)本发明提供的pt-w基催化剂通过氧化铝纳米薄膜将pt贵金属活性组分固定在内核表面，在氧化铝纳米薄膜外负载w氧化物，提高催化剂的催化活性的同时，维持催化剂的水热稳定性；

15、(2)本发明中，优选地，所述催化剂的制备方法条件可控，将上述催化剂用于选择性氢解反应时，应用于甘油、四氢糠醇、四氢呋喃二甲醇合成1,3-丙二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇，目标产物选择性高，能够明显提升催化剂长周期运行的稳定性。

1.一种核壳结构pt-w基催化剂，其特征在于，所述催化剂具有核壳结构，包括内核、第一层壳层、第二层壳层和最外层壳层；

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述耐热无机氧化物选自氧化铝、氧化锆、二氧化钛和二氧化硅中的至少一种；

3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述pt纳米颗粒的平均粒径为0.5-6nm，优选为2-4nm；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化剂，其中，所述氧化铝纳米薄膜的厚度为5-10nm；

5.一种核壳结构pt-w基催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤(1)中，将pt纳米颗粒负载在内核载体上的方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述铂源选自氯铂酸、硝酸亚胺合铂和氯铂酸钾中的至少一种；

8.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述热原子层沉积法的过程包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，原子层沉积系统的反应腔温度为200-400℃，优选为220-300℃；

10.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述热处理的条件包括：热处理温度为100-800℃，优选为500-600℃；热处理时间为1-10h，优选为2-6h；

11.权利要求5-10中任意一项所述的制备方法制得的催化剂。

12.权利要求1-4和11中任意一项所述的催化剂在氢解反应中的应用。

13.一种选择性氢解反应的方法，其特征在于，所述方法包括：在权利要求1-4和11中任意一项所述的催化剂的存在下，将反应原料进行选择性氢解反应；