[发明专利]一种核壳状钨酸镍微球负载钯催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种核壳状钨酸镍微球负载钯催化剂及其制备方法和应用，主要以钨酸钠与可溶性镍盐为原料，并添加乙二胺四乙酸和尿素为合成助剂，通过水热方法制备钨酸镍，对镍钨比、助剂加入量、水热温度、水热时间及后续的焙烧过程进行控制，得到核壳结构的钨酸镍微球，呈现多级孔结构，主要含有10nm以下的介孔和50nm左右的大孔，其介孔孔径在2‑10nm范围内可调。催化剂的活性组分钯能在微球载体表面高度分散，而且可以控制钯主要分布在微球载体的外壳层，钯用量小，催化活性高；镍和钨在催化反应中发生一定程度的价态变化，参与氧化还原过程，促进了催化活性提高；钯负载牢固，不易流失，催化剂具有良好的循环使用性能。

技术领域

本发明属于催化材料技术领域，具体涉及一种核壳状钨酸镍微球负载钯催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

贵金属催化剂是工业催化领域里一类重要的催化剂，在加氢、脱氢、氧化等反应体系中有着广泛应用。由于贵金属催化剂成本较高，一般需将其负载以减少其用量，降低成本。同时，高分散的负载能够暴露贵金属某些特定的晶面，从而有效地提高催化剂的活性和选择性。为了得到高性能的贵金属催化剂，其载体的选择尤为重要。负载贵金属催化剂的常规载体包括氧化硅、氧化铝、分子筛、碳材料等，除此之外，一些复合氧化物及具有特殊孔结构的新型多孔材料负载贵金属催化剂后，也对某些反应表现出良好的活性。如专利CN105618033A公开了一种介孔γ-Al₂O₃高分散负载钯催化剂的制备方法，将钯纳米粒子分散于γ-Al₂O₃的蠕虫状孔道结构中，据称所得催化剂具有高分散性、高比表面积以及高稳定性的优点。专利CN1446635A报道了一种基于纳米碳纤维为载体的负载钯催化剂，能有效地催化一氧化碳与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯。专利CN107029799A公开了一种包覆型磁性纳米Fe₃O₄负载钯催化剂的制备方法，该催化剂在甘油制备乳酸的反应中表现出高活性。金属有机框架材料也被用来负载贵金属催化剂，如Yufen Yang等(ACSAppl.Mater.Interfaces,2014，6：18163-18171)及Feilong Li等(CrystEngComm,2016，18：1760-1767)所报道，这类载体的特殊孔道结构能够对某些反应表现出分子选择性催化效果。有些载体由于自身的氧化还原性，能够影响贵金属表面的电子转移，起到助催化的作用。一些研究表明，稀土氧化物作为贵金属载体，针对一些氧化反应能够促进催化剂活性的提高，如氧化铈因其具有强的氧化还原性，高的储放氧能力和氧移动性而被较多的研究，Zong hu等(ACS Catalysis，2016，6：2265-2279)的研究表明将Pd/CeO₂催化剂用于CO氧化反应中，氧化铈特定晶面的暴露对氧空位形成及表面氧的移动产生影响，从而提高了催化性能。

总的来看，负载贵金属催化剂需要满足如下一些要求：首先载体要对贵金属活性组分起到良好的支撑和分散的作用，小粒径的金属活性组分具有的表面效应和小尺寸效应能使其表现出独特的催化性能；其次，负载的贵金属活性组分要有足够的结构稳定性，应避免在反应过程中的流失、团聚等，保持良好的耐受性；针对具体反应类型，有时还需要载体与活性组分之间存在适宜的相互作用从而有利于促进反应的进行；另外，贵金属活性组分的用量、载体的制备成本以及负载过程的难易程度也是需要考虑的问题。因此，开发更加实用的高活性、高稳定性的新型负载贵金属催化剂仍是催化剂制备领域的一个研究热点。

发明内容

为了解决现有技术缺点和不足，本发明的目的是提供一种新型的负载贵金属催化剂及其制备方法和应用，具体的是一种以核壳状钨酸镍微球为载体负载钯催化剂及其制备方法，本发明的另一目的在于提供上述核壳状钨酸镍微球负载钯催化剂在催化烯烃加氢、醛加氢及suzuki偶联反应中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种核壳状钨酸镍微球负载钯催化剂的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)配制体积分数为30％-85％的乙二醇水溶液；