[发明专利]一种用于贵金属催化剂载体的高强度活性炭及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及活性炭制备领域，具体涉及一种用于贵金属催化剂载体的高强度活性炭及其制备方法。

背景技术

贵金属主要指金、银和铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)等8种金属元素，活性炭上负载贵金属的催化剂具有很高的活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，负载型贵金属催化剂由于其无可替代的催化活性和选择性，在石油和化学工业中的氢化还原、催化重整、氢化裂解、还原氨化以及不对称合成等反应中，成为重要的催化材料。

负载型贵金属催化剂的活性与所使用的活性炭的属性有关，普通活性炭存在灰分高、孔容小、微孔分布过宽、比表面积小和吸附性能差等特点；虽然活性炭可以通过各种炭质材料炭化、活化处理制得，而大多数活性炭并不是专门为作催化剂载体而生产的，因此不同原料生产的活性炭性质有较大差别，比如有的活性炭表面很难负载贵金属。

申请号为201210060559.4的中国发明专利公开了一种负载型贵金属加氢催化剂及其制备方法，该催化剂由贵金属活性组分和载体组成，载体为轻质碳酸钙粉末和硫酸钡粉末中的一种或两种与活性炭粉末的混合物，贵金属为铂系贵金属，活性炭采用硝酸回流处理1h～3h，然而该活性炭经硝酸预处理后制得的负载型贵金属催化剂的性能并不能令人满意，且处理后产生大量的硝酸废液，污染环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种贵金属负载量高、分散均匀、比表面积大的用于贵金属催化剂载体的高强度活性炭及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于贵金属催化剂载体的高强度活性炭的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、粉碎活性炭原料，置于氨气的氛围中加热，所述加热的温度为700～900℃，加热20～30min，然后活性炭原料与KOH混合获得混合料，所述活性炭原料与所述KOH的质量比为1：1.5～1.8；

步骤2、步骤1所得的混合料在氮气的保护下加热，所述加热的温度为600～700℃，恒温加热1～2h，后将氮气切换成水蒸气/一氧化碳，以5～10℃/min的升温速率升温至700～800℃并保持恒定温度，所述水蒸气的流量与所述一氧化碳的流量比为2～3:1，活化时间为1～3h，获得活化产物，经洗涤、烘干后获得粗产品；

步骤3、步骤2所得的粗产品放入含卤离子的盐溶液中浸渍，所述粗产品与盐溶液的重量比为1:3～1:5，浸渍时间为1～1.5h，后用水洗涤，干燥，制得用于贵金属催化剂载体的高强度活性炭。

本发明的另一技术方案为提供一种上述的用于贵金属催化剂载体的高强度活性炭的制备方法制备的活性炭。

本发明的有益效果在于：本发明制备的活性炭把活性炭原料暴露在氨气的氛围中加热，得到活性炭的石墨层变松，可以负载更多的贵金属，提高活性炭的贵金属负载量和催化活性，通入水蒸气/一氧化碳进行活化，水蒸气和一氧化碳气体便宜易得，两者反应生成的氢气可以加速氧化物的还原，产生更多的金属钾，从而提升活性炭的比表面积，将活性炭粗产品用含有卤离子的盐溶液浸渍，创造有利于贵金属吸附的表面环境，使贵金属在活性炭上分散均匀，且本发明提供的活性炭具有较高的比表面积，可以为贵金属的高度分散提供场所。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。

本发明最关键的构思在于:把活性炭原料暴露在氨气的氛围中加热，与KOH混合用水蒸气/一氧化碳活化，在放入含卤离子的盐溶液中浸渍，创造有利于贵金属吸附的表面环境，提高活性炭的贵金属负载量和催化活性。

本发明提供一种用于贵金属催化剂载体的高强度活性炭的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、粉碎活性炭原料，置于氨气的氛围中加热，所述加热的温度为700～900℃，加热20～30min，然后活性炭原料与KOH混合获得混合料，所述活性炭原料与所述KOH的质量比为1：1.5～1.8；

步骤2、步骤1所得的混合料在氮气的保护下加热，所述加热的温度为600～700℃，恒温加热1～2h，后将氮气切换成水蒸气/一氧化碳，以5～10℃/min的升温速率升温至700～800℃并保持恒定温度，所述水蒸气的流量与所述一氧化碳的流量比为2～3:1，活化时间为1～3h，获得活化产物，经洗涤、烘干后获得粗产品；

步骤3、步骤2所得的粗产品放入含卤离子的盐溶液中浸渍，所述粗产品与盐溶液的重量比为1:3～1:5，浸渍时间为1～1.5h，后用水洗涤，干燥，制得用于贵金属催化剂载体的高强度活性炭。