生物、医药和医疗器械技术

本发明公开了一种中空碳纤维限域Pd催化剂，以及该Pd催化剂的制备方法与应用。采用同轴静电纺丝技术制备中空碳纤维限域Pd催化剂，以聚丙烯腈与聚乙烯吡咯烷酮作为同轴静电纺丝的壁材，以高分子分散剂、模板剂与Pd前驱体作为同轴静电纺丝的芯材，得到纳米纺丝膜，再经过煅烧处理，制得中空碳纤维限域Pd催化剂。获得的Pd催化剂具有高活性、高选择性、高稳定性以及操作简单等优点，将该催化剂应用于炔烃催化加氢制备烯烃反应，能有效抑制随反应时间延长而造成的烯烃过度加氢问题。

 炔烃半加氢制烯烃是一种重要的选择性加氢反应，在精细化工、石油化工、煤化工和环境工业中具有重要意义，如生产各种药物、维生素、芳烃和农用化学品的重要中间体大都为一些长链烯烃，这些中间体往往要由液相氢化得到。

 炔键是有机化合物中最容易被还原的官能团之一，可以被部分还原生成烯烃，得到顺式或者反式烯烃，也可以被彻底还原生成烷烃。因此大多数已知的过渡金属催化剂，难以使产物停留在烯烃，且缺乏立体选择性，无法满足烯烃半加氢催化剂需求，而钯(Pd)是较为有效的催化剂。商用Lindlar催化剂是一种经过喹啉(或无机添加剂，Pb)改性的Pd/BaSO4(或CaCO3)催化剂，通过“毒化”和“去活”使其还原能力变得温和，能够高度选择性地将炔烃还原至顺式双键，几十年来被广泛应用于工业生产。然而有毒的添加剂和Lindlar催化剂在某些加氢反应中的不可控反应性，使其在化学工业的可持续发展道路上成为一个不理想的催化剂。目前虽然已经进行了许多尝试来改进此类催化剂，如添加有机配体胺、硫醇、磷酸盐等，或引入第二金属原子Ga、Zn、Ag、In和Pb等，但由于复杂的制备工艺或使用昂贵的过渡金属，限制了这些催化剂在半加氢反应中的应用。因此开发炔烃加氢反应中具有高活性、高选择性且经济、环保的催化剂，是本领域催化剂发展的重点。

本发明提供了一种应用于炔烃加氢反应的中空碳纤维限域Pd催化剂，该催化剂利用同轴静电纺丝技术，通过特定壁材与芯材，获得了对于炔烃加氢反应具有可控高转化率与高选择性、且经济环保的Pd催化剂。

本发明利用同轴静电纺丝技术实现对Pd催化剂还原能力地温和化处理，通过控制壁材与芯材的微观结构，实现催化剂将炔烃还原至双键的高度选择性，消除常规对Pd的“毒化”和“去活”处理带来的弊端，得到的中空碳纤维限域Pd催化剂，在催化炔烃加氢反应应用中，表现出优异的催化活性和选择性，使炔烃在温和反应条件下便能够高度转化为烯烃，促进化工合成与制药领域的绿色发展。