一种高活性纳米微晶钯炭催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高活性纳米钯炭催化剂的制备方法，包括以下步骤：钯络合物的制备；钯络合物的吸附与固着；还原剂的配制、超声辅助还原和干燥等。本发明专利技术方法制备高活性纳米钯炭催化剂，重点解决了传统的沉淀法和浸渍法生产钯炭催化剂中钯颗粒度和分散度难以有效控制，催化剂批次生产重复性差，所制备的活性钯颗粒粒径大，分布范围宽，分布不均匀，分散度低，稳定性差以及纳米钯颗粒脱落污染产品，重复套用次数少等问题。本发明专利技术方法制备的高活性纳米钯炭催化剂，活性的钯颗粒尺寸小，分散度更小，在催化反应中具有更好的催化活性、更好的选择性和更高的重复套用次数等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及负载型贵金属催化剂领域，具体涉及一种高活性纳米钯炭催化剂的制备方法。
技术介绍
众所周知，钯炭是一种传统的负载型贵金属催化剂，在医药、化工方面有着广泛的应用，尤其在对苯二甲酸加氢精制、松香歧化制造歧化松香和美罗培南合成等方面。传统的沉淀法和浸渍法制备钯炭催化剂的工艺稳定性和重复性欠佳，且生产工序繁琐，消耗大，影响产品性能的操作因素复杂，不易控制，制备出的钯炭催化剂存在活性钯颗粒粒径大，分布范围宽，分布不均匀，分散度低，稳定性差以及纳米钯颗粒脱落污染产品，重复套用次数少，氢化产物收率低和副产物高等缺点。传统的沉淀法和浸渍法制备钯炭催化剂主要包括活性炭的预处理、钯盐的吸附-沉淀、还原，洗涤干燥等。制备过程中载体的批次和预处理、反应温度、搅拌速度、反应体系的浓度、还原剂的种类和浓度等诸多复杂因素都会影响活性钯颗粒的粒径、颗粒分布和分散度。在活性钯颗粒在炭载体表面的形成过程中，一般来说首先要在载体表面形成纳米钯的晶核，钯的前驱体通过还原要优先在纳米钯的晶核上继续生长，团聚，因此钯的颗粒度和分散度确实难以有效控制。目前的研究都集中在炭载体的表面改性上来实现钯的粒度和分散控制，但是随之而来的确实大幅提高的生产成本，因此其实用性存在较大问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对传统的钯炭催化剂生产工艺中存在活性钯颗粒分散性差，重复套用次数少，氢化产物收率低和副产物高等缺点，提供一种高活性纳米微晶钯炭催化剂的制备方法。该方法具有节能，经济，环保，工艺简单，易于控制，批次重现性好，活性的钯颗粒尺寸小，分散度更小，在催化反应中具有更好的催化活性、更好的选择性和更高的重复套用次数等优点。本专利技术通过如下方案实现：高活性纳米微晶钯炭催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）钯络合物的制备；用醇水混合溶剂溶解氯化钯（PdCl2）粉末后，在常温下，搅拌30-90min，然后添加适量一定比例的氯化胆碱，尿素，乙二醇混合物，用超声波处理30-90min。（2）将步骤（1）所得钯络合物在惰性气氛下通过搅拌、滴加，浸渍、吸附到炭载体上。（3）将预先配制好的还原剂添加至载钯的炭载体中，反应完成后，再加入去离子水稀释、分散、过滤、洗涤和干燥制得高分散的负载型纳米微晶钯炭催化剂。所述方法中，步骤（1）搅拌速度在200-1300rpm之间，超声波能量控制在1-15W/cm2之间。所述方法中，步骤（1）醇水混合溶剂为醇溶剂，其中醇溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、正丁醇、异丙醇中的一种或几种组分按任意比例配制而成的溶剂；所述方法中，氯化胆碱，尿素，乙二醇混合物可以三组分按任意比例配制而成的混合物。所述方法中，步骤（2）滴加速度为1-30ml/min，搅拌速度在200-1300rpm，吸附温度18-55℃，吸附时间为1-5h。所述方法中，步骤（3）还原剂为甲醛、甲酸钠、水合肼、葡萄糖、硼氢化钠的一种或几种配制而成的混合物，浓度为0.05-4mol/L；还原剂也可以为氢气和氮气的混合气，其体积比例和氢气：氮气=2:1。所述方法中，步骤（3）反应温度20-80℃，反应时间为30-90min。本专利技术方法制备高活性纳米钯炭催化剂，重点解决了传统的沉淀法和浸渍法生产钯炭催化剂中钯颗粒度和分散度难以有效控制，催化剂批次生产重复性差，所制备的活性钯颗粒粒径大，分布范围宽，分布不均匀，分散度低，稳定性差以及纳米钯颗粒脱落污染产品，重复套用次数少等问题。本专利技术方法制备的高活性纳米钯炭催化剂，活性的钯颗粒尺寸小，分散度更小，在催化反应中具有更好的催化活性、更好的选择性和更高的重复套用次数等优点。本专利技术的首次使用氯化胆碱型离子液体应用于制备钯炭催化剂，该方法具有节能，经济，环保，工艺简单，易于控制，批次重现性好，活性的钯颗粒尺寸小，分散度更小，重复套用次数可多达30-150次、氢化产物收率高、副产物低和节省资源等优点。具体实施方式下面结合一些具体实施方式对本专利技术作进一步的描述。实施例1：（1）钯络合物的制备：将8.4gPdCl2加入到100ml乙醇水（体积比2：1）混合溶剂中，20℃温度下搅拌45min，然后添加20ml氯化胆碱，尿素，乙二醇混合物（氯化胆碱，尿素，乙二醇的质量比为2:1:1），超声振荡35min。（2）钯络合物的吸附：将上述所得钯络合物在氮气气氛下通过搅拌滴加，浸渍吸附到95g经过预先处理的炭载体上，滴加速度为2ml/min，搅拌速度在800rpm，吸附温度40℃，吸附时间为2h。（3）还原：以1ml/min的速度加入浓度为1mol/L混合还原剂（甲醛和水合肼摩尔比为2:1）60ml，通过添加5%的NaOH水溶液来控制反应液的pH=6-9，反应100min后，冷却，过滤；（4）洗涤、干燥：用去离子水洗涤至用硝酸银检测无氯离子存在为止，并置于80℃真空干燥至所需水分。实施例2：（1）钯络合物的制备：将1.68gPdCl2加入到25ml乙醇水（体积比1：1）混合溶剂中，25℃温度下搅拌30min，然后添加5ml氯化胆碱，尿素，乙二醇混合物（氯化胆碱，尿素，乙二醇的质量比为1:1:1），超声振荡25min。（2）钯络合物的吸附：将上述所得钯络合物在氮气气氛下通过搅拌滴加，浸渍吸附到99g经过预先处理的炭载体上，滴加速度为5ml/min，搅拌速度在600rpm，吸附温度30℃，吸附时间为4h。（3）还原：以2ml/min的速度加入浓度为0.5mol/L混合还原剂（甲醛和甲酸钠摩尔比为1:1）10ml，通过添加5%的NaOH水溶液来控制反应液的pH=4-9，反应60min后，冷却，过滤；（4）洗涤、干燥：用去离子水洗涤至用硝酸银检测无氯离子存在为止，并置于80℃真空干燥至所需水分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高活性纳米微晶钯炭催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）钯络合物的制备：用醇水混合溶剂溶解氯化钯（PdCl2）粉末后，在常温下，搅拌30‑90 min，然后添加适量一定比例的氯化胆碱，尿素，乙二醇混合物，用超声波处理30‑90min；（2）将步骤（1）所得钯络合物在惰性气氛下通过搅拌、滴加，浸渍、吸附到炭载体上；（3）将预先配制好的还原剂添加至载钯的炭载体中，反应完成后，再加入去离子水稀释、分散、过滤、洗涤和干燥制得高分散的负载型纳米微晶钯炭催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种高活性纳米微晶钯炭催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）钯络合物的制备：用醇水混合溶剂溶解氯化钯（PdCl2）粉末后，在常温下，搅拌30-90min，然后添加适量一定比例的氯化胆碱，尿素，乙二醇混合物，用超声波处理30-90min；
（2）将步骤（1）所得钯络合物在惰性气氛下通过搅拌、滴加，浸渍、吸附到炭载体上；
（3）将预先配制好的还原剂添加至载钯的炭载体中，反应完成后，再加入去离子水稀释、分散、过滤、洗涤和干燥制得高分散的负载型纳米微晶钯炭催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种高活性纳米微晶钯炭催化剂的制备方法，其特征在于步骤（1）搅拌速度在200-1300rpm之间，超声波能量控制在1-15W/cm2之间。
3.根据权利要求1所述的一种高活性纳米微晶钯炭催化剂的制备方法，其特征在于步骤（1）醇水混合溶剂为醇溶剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伯华，于雷，白掖卫，
申请(专利权)人：陕西科诺华化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61