[发明专利]钯炭催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及钯炭催化剂的制备方法。

背景技术

钯炭催化剂催化活性高、选择性好，在石油化工、制药、精细化工和有机合成中占有举足轻重的地位。自从1872 年发现钯炭对苯环上的硝基加氢还原反应具有催化作用以来，钯炭催化加氢以其流程简、转化率高、产率高和三废少等优点，引起了国内外极大的关注。在现今炼油、制药、石油化工等工业催化反应中，有很多的钯催化反应，尤其是氢化反应中的选择加氢，以及氧化反应中选择氧化生产乙醛、醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯均广泛采用钯催化剂；另外，对石油重整反应，钯也是常选取的催化剂组分之一。但是当前的钯炭催化剂仍然存在诸多缺陷，例如，受产品比表面积、孔结构、表面化学性质等的影响，钯炭催化剂的反应活力不能充分发挥出来。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种工艺简便、易操作控制，能够生产出蓬松状的钯炭催化剂，使得钯炭催化剂的反应活力能够充分发挥，提高了产品反应活性的钯炭催化剂的制备方法。

本发明钯炭催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，对活性炭进行酸碱处理，溶解活性炭中的杂质和降低活性炭中的灰分含量，将活性炭与质量分数为1%~5%的盐酸溶液按质量比1:3~7混合后搅拌均匀，加热煮沸1~3h后过滤，水洗两次，在100℃烘箱中干燥，得到经酸处理后的活性炭；

第二步，将经酸处理后的活性炭与质量分数为1%~5%的氢氧化钠溶液按质量比1:3~7混合后搅拌均匀，加热煮沸1~3h后过滤，水洗两次，在100℃烘箱中干燥，得到经酸碱处理后的活性炭；

第三步， 将经酸碱处理后的活性炭与质量分数为5%~10%的硝酸溶液与按质量比1: 3~6混合后搅拌均匀，加热煮沸1~4h后过滤，水洗两次，并在100℃烘箱中干燥；

第四步，制备蓬松状态的呈颗粒状的钯炭催化剂，首先设置喷雾流化床的温度为45℃~55℃，将经第三步处理后的活性炭投入到喷雾流化床设备内，与喷雾流化床温度相同的热氮气从喷雾流化床的底部由鼓风机进入喷雾流化床中，热氮气由下向上流动，从喷雾流化床顶部的引风机引出，保持活性炭在喷雾流化床内成沸腾状态；采用喷雾流化床侧部的多点喷枪将质量分数为0.5%~3%的氯化钯水溶液连续喷雾分散到活性炭颗粒上，氯化钯与活性炭颗粒的质量比为1~20:100，氯化钯水溶液喷完后，使氯化钯水溶液和活性炭继续混合0.5-2h；

第五步，设置喷雾流化床的温度为55~75℃，停止通入氮气，从喷雾流化床底部的鼓风机通入与喷雾流化床温度相同的热氢气，热氢气由下向上流动，从喷雾流化床顶部的引风机引出，保持粘附有氯化钯水溶液的活性炭在喷雾流化床内成沸腾状态，持续通入氢气2~4小时进行还原反应，之后得到钯炭催化剂；

第六步，用纯水将钯炭催化剂冲入离心机内，再加纯水冲洗氯离子，同时将钯炭催化剂的含水率调整至50~70%，得到适合使用的蓬松且呈颗粒状的钯炭催化剂。

本发明钯炭催化剂的制备方法，首先对活性炭进行酸碱处理与氧化处理，增加活性炭的酸性含氧基团，然后将活性炭投入到喷雾流化床设备内，在喷雾流化床内通过流化床侧部的多点喷枪将制备好的氯化钯溶液连续喷雾分散到微细的活性炭上，再通入氢气还原，最后用纯水洗涤氯离子，获得蓬松且呈颗粒状的钯炭催化剂。采用硝酸溶液对活性炭进行氧化处理，不仅可以去除活性炭中的一些杂质金属，还能增加活性炭表面的含氧基团，防止贵金属吸附时的直接还原，有效抑制贵金属晶粒度的增大。

具体实施方式

本发明钯炭催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，对活性炭进行酸碱处理，溶解活性炭中的杂质和降低活性炭中的灰分含量，将活性炭与质量分数为1%~5%的盐酸溶液按质量比1:3~7混合后搅拌均匀，加热煮沸1~3h后过滤，水洗两次，在100℃烘箱中干燥，得到经酸处理后的活性炭；

第二步，将经酸处理后的活性炭与质量分数为1%~5%的氢氧化钠溶液按质量比1:3~7混合后搅拌均匀，加热煮沸1~3h后过滤，水洗两次，在100℃烘箱中干燥，得到经酸碱处理后的活性炭；

第三步， 将经酸碱处理后的活性炭与质量分数为5%~10%的硝酸溶液与按质量比1: 3~6混合后搅拌均匀，加热煮沸1~4h后过滤，水洗两次，并在100℃烘箱中干燥；