[发明专利]棕榈树皮负载纳米Pd-Cu催化剂的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明关于负载催化剂制备技术领域，特别涉及一种棕榈树皮负载纳米Pd-Cu催化剂制备方法及应用技术。

背景技术

在许多化学反应中催化剂起着十分重要的作用，如催化加氢脱氯技术中，用于氯代有机化合物催化脱氯的催化剂有单金属型催化剂和复合型催化剂。单金属催化剂主要为Pd、Pt等贵金属负载催化剂，具有较高的活性，主要产物为饱和烃。这类催化剂有两个缺点，一方面对于工业生产而言，饱和烃经济价值不如不饱和烃高；另一方面容易发生催化剂中毒现象。复合型催化剂是在单一金属催化剂的基础上参杂第二种金属，如Cu、Ag、Ru、Sn等，一方面可以形成相对应的双金属合金，有利于提高不饱和烃的选择性；另一方面可以减少氯化氢在Pd、Pt等贵金属表面的吸附，从而提高催化剂抗中毒能力。人们对负载型复合催化特性产生了极大兴趣和关注，此后，有关负载型复合催化剂的研究和开发日益活跃，随着对负载型复合催化剂研究的不断深入，人们发现影响负载型复合催化剂的活性主要有三个方面：（1）制备方法；（2）载体的选择；（3）金金属的粒径大小。

目前文献报道的制备负载型催化剂的方法有：浸渍法，共沉淀法，沉积-沉淀法，溶胶-凝胶法，离子交换法。浸渍法制得的负载催化剂分散性不好、负载量小、金属颗粒粒径大，其催化性能较差；共沉淀法制得的负载催化剂因相当多的金属颗粒被包埋在载体的内部，包埋在载体内部的粒子不能够参与催化反应，因而降低催化效率。沉积-沉淀法通过控制合成时的pH值使金属氢氧化物沉积在载体上，得到负载量低、颗粒度小、活性度高催化剂，但是过低的pH值使金属氢氧化物无法沉积，因此该方法只对特定的载体才适应；溶胶-凝胶法是将载体前躯体与金属前躯体共同分散于溶剂中，然后经水解、聚合过程开始成为溶胶，进而生成一定空间结构的凝胶，再经干燥和焙烧制备出负载型催化剂，因此该方法只适用于SiO₂，TiO₂，ZrO₂和Al₂O₃等载体。

载体的本质直接决定着催化剂的催化性能，研究表明，载体大的比表面积是金属离子高度分散的前提。目前负载型催化剂常用的载体主要多孔材料，如氧化物、微孔分子筛、介孔氧化物、介孔分子筛和介孔碳材料，杨莉君等研究了CeO₂修饰炭载体负载Pd-Pt二元合金催化剂及其在甲酸氧化电催化中的应用（杨莉君等， CeO₂修饰炭载体负载Pd-Pt二元合金催化剂及其在甲酸氧化电催化中的应用，中国科学：化学，2011，41（12）：1817~1825）；王志勤等研究了Al₂O₃负载Pd-Cu催化剂催化1，2-二氯乙烷加氢脱氯性能（王志勤等， Al₂O₃负载Pd-Cu催化剂催化1，2-二氯乙烷加氢脱氯性能，环境化学，2012，31（2）：144~149）申请号为201010570990.4的专利中公开了一种ZrO₂ 负载铜催化剂的制备方法。

本申请采用棕榈树皮为催化剂的载体，棕榈树是多年生的常绿乔木植物，高可达7米；干直立，不分枝，为叶鞘形成的棕衣所包；因此棕榈树皮的纤维很长、强度大，通常用作制作床垫，是十分宝贵的生态资源之一，是一种可再生资源。目前棕榈树广泛种植长江以南地带，是十分珍贵的长纤维原料。这种天然高分子材料应用制作吸附具有天然、绿色、可生物降解、机械强度大、抗腐蚀能力强等特点，棕榈树皮作为催化剂载体十分理想，国外对棕榈树皮作为催化剂载体未见报道，但对棕榈树皮进行化学改性制成吸附剂有报道，中国专利申请号为：201310147720.6的专利中公开了一种巯基棕榈树皮吸附剂的制备方法及应用，利用巯基棕榈树皮的巯基特性，通过调节反应体系的pH值使巯基与金属离子充分吸附，然后采用水合肼还原，使金属颗粒细小、均匀的负载在棕榈树皮的表面上，制备一种具有高活性的负载纳米Pd-Cu的催化剂。棕榈树皮负载纳米Pd-Cu催化剂可以应用到许多反应中，是有机反应中重要的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种棕榈树皮负载纳米Pd-Cu催化剂制备方法及应用。

本发明的目的之一是一种棕榈树皮负载纳Pd-Cu金催化剂制备方法，通过以下技术方案实现，特点在于该方法具有以下工艺步骤：

（1）棕榈树皮预处理：将棕榈树皮用水洗涤去除泥土和杂质，放入容器中用水浸泡54h，以去除非纤维物质，将棕榈树皮剪成小块清水洗净，真空干燥后进行粉碎，用10目的筛子过筛，得到预处理棕榈树皮；