[发明专利]一种纤维素基Pd/C催化剂的制备方法

说明书

本发明公开一种纤维素基Pd/C催化剂的制备方法，包括如下步骤：将纤维素原料溶解于碱/尿素水溶液制得纤维素溶液；向纤维素溶液中加入环氧氯丙烷形成混合溶液，将Span 80和异辛烷混合后加入至所述混合溶液中搅拌，使纤维素凝胶成为微球；将纤维素微球置于隔绝氧气条件下进行高温炭化反应，制得活性碳球；将活性碳球加入分散剂中，再加入PdCl₂溶液搅拌形成反应溶液，并调节反应溶液的pH值呈碱性，然后向反应溶液中加入还原性溶液还原PdCl₂，制得纤维素基Pd/C球溶液；分离出纤维素基Pd/C球溶液中的纤维素基Pd/C球并干燥，制得纤维素基Pd/C催化剂。本发明提供的技术方案中，通过利用纤维素为原料制备活性碳球，从而制备Pd/C催化剂，以提高Pd/C催化剂的活性。

技术领域

本发明涉及Pd/C催化剂制备的技术领域，特别涉及一种纤维素基Pd/C催化剂的制备方法。

背景技术

Pd/C催化剂是一种常用的加氢催化剂，在加氢反应中具有优异的催化性能，广泛地应用于石油化工、药物与农用化学品等的合成。具体来说，应用于粗对苯二甲酸（CTA）加氢精制生产精对苯二甲酸（PTA）较多，例如粗对苯二甲酸（CTA）加氢精制Amoco工艺是将含有对羧基苯甲醛（4-CBA）和有色杂质的粗对苯二甲酸（CTA），溶解于水中，在高温、高压下，用钯/炭（简称Pd/C）催化剂进行选择性加氢，使4-CBA和有色杂质还原成易溶于水的对甲基苯甲酸（P-TA）和无色组分，再经结晶分离，得到4-CBA小于25 ppm的纤维级PTA。

Pd/C催化剂的制备大多采用浸渍法，一般包括载体预处理、活性金属浸渍、还原和干燥等。影响催化剂活性的因素主要有催化剂活性金属含量、颗粒大小及分散度、催化及活性碳球载体以及金属Pd在载体上的分布状况等。而活性碳球载体的性能不仅与比表面、孔结构、表面物理化学性质有关，还与生产活性碳球的原材料有较大的关系。

纤维素是植物细胞壁的主要成分，是光合作用的产物，自然界中储量最为丰富的生物质资源，同时也是农业废弃物的主要成分，其中粮食作物秸秆中的纤维素占比约为40%左右。纤维素纳米微球具有丰富的孔道结构，比表面积很大，是纳米金属粒子的优良载体。以纤维素作为活性碳球的原料，充分利用了自然资源，开辟了纤维素利用的新途径，实现Pd/C催化剂生产的可持续发展。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种纤维素基Pd/C催化剂的制备方法，旨在改进Pd/C催化剂的制备方法，利用纤维素为原料制备Pd/C催化剂，从而提高了Pd/C催化剂的活性。

为实现上述目的，本发明提出一种纤维素基Pd/C催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将纤维素原料溶解于碱/尿素水溶液中，进行离心脱泡后制得纤维素溶液；

在冰水浴下，向纤维素溶液中加入环氧氯丙烷搅拌形成混合溶液，并将Span 80和异辛烷混合搅拌后加入至所述混合溶液中继续搅拌，然后撤掉冰水浴继续搅拌使纤维素凝胶成为微球；

将微球用乙醇和水进行清洗，然后采用叔丁醇置换后冻干，得到纤维素微球；

将纤维素微球置于隔绝氧气条件下进行高温炭化反应，制得活性碳球；

将活性碳球加入分散剂中振荡搅拌，加入PdCl₂溶液搅拌形成反应溶液，并调节反应溶液的pH值呈碱性，搅拌后再在振荡条件下向反应溶液中加入还原性溶液还原PdCl₂，制得纤维素基Pd/C球溶液；

对纤维素基Pd/C球溶液进行抽滤洗涤至无Cl^-存在，分离出其中的纤维素基Pd/C球并进行干燥，制得纤维素基Pd/C催化剂。

优选地，上述将纤维素原料溶解于碱/尿素水溶液中，进行离心脱泡后制得纤维素溶液的步骤中：