[发明专利]一种高分散负载型离子液体-钯氧化铝催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种高分散负载型离子液体‑钯氧化铝催化剂及其制备方法与应用，所述催化剂由如下物料组成：氧化铝载体、离子液体、钯化合物；本发明的高分散负载型离子液体‑钯氧化铝催化剂，是利用羟基类或者腈类离子液体将钯离子还原稳定成分散度更高的钯纳米颗粒，再将这种钯纳米颗粒负载于氧化铝中；本发明的高分散负载型离子液体‑钯氧化铝催化剂应用乙炔选择性加氢反应中，具有较高的乙炔转化率、较高的乙烯选择性高和较优的稳定性等优点。

(一)技术领域

本发明涉及一种高分散负载型离子液体-钯氧化铝催化剂及其制备方法，以及在乙炔选择性加氢反应中的应用。

(二)背景技术

乙烯是世界范围内最重要的化工产品之一，被广泛的应用于合成塑料、橡胶、纤维、医药、农药和染料等各个领域。工业上的乙烯主要通过石脑油和柴油等原料裂解制得，但是在制备乙烯气的过程中往往会生成大约0.3％-3％的乙炔；这些微量乙炔会毒化下游聚乙烯工艺的Ziegler-Natta催化剂，不仅会降低催化剂的活性和使用寿命，并且也会严重影响聚乙烯工艺的产品质量。因此，脱除原料气中微量乙炔具有重要的工业意义。

工业上常用脱除乙炔的方法是选择加氢法，其具有无污染、能耗低、工艺过程简单等优点而被广泛应用。然而，工业上传统用的钯基催化剂虽然拥有着较优的催化活性，但是却有着较差的乙烯选择性，会发生过度加氢生成乙烷或者是发生低聚反应生成绿油从而影响催化剂的使用寿命。于是钯基催化剂在乙炔加氢反应中的乙烯选择性对乙烯工业来说是至关重要的，因此需要对催化剂进行改性，防止乙烯发生过度加氢生成乙烷，从而进一步提高乙烯的选择性。

离子液体是一类在室温或者低温下呈现液体状态的电解质，具有低蒸汽压、不易燃烧、低毒性、优异的热力学、化学稳定性等优点；离子液体具有特殊的物理与化学特性，这使得离子液体本身就可以作为催化剂或者作为溶剂在催化反应中得到了广泛的应用；同时离子液体作为溶剂也是一种良好的媒介，可用于制备稳定均相催化剂的纳米粒子。因此，可以使用离子液体来制备出更加稳定、更加分散的金属粒子，进一步制备出高分散、金属粒径较小的催化剂。

基于以上背景，本发明提出了一种高分散负载型离子液体钯氧化铝催化剂的制备，以提高钯基催化剂在乙炔选择性加氢的选择性。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种高分散负载型离子液体-钯氧化铝催化剂及其制备方法，以及在乙炔选择性加氢反应中的应用。本发明制备方法工艺简单，制得的催化剂能极大程度上提高乙炔选择性加氢反应中的乙烯选择性。

本发明的技术方案如下：

一种高分散负载型离子液体-钯氧化铝催化剂，由如下物料组成：氧化铝载体、离子液体、钯化合物；

所述氧化铝载体的比表面积为60-420m²/g；

所述钯化合物为氯钯酸、硝酸钯、醋酸钯、乙酰丙酮钯、二氯二氨钯、四氯钯酸铵、氯钯酸钠或硝酸四氨合钯，优选醋酸钯；

所述离子液体为咪唑类离子液体，其阳离子为不同碳链长度的带有羟基或带有腈基的咪唑阳离子，阴离子为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟硼酸根或(三氟甲烷磺酰)亚胺离子，具体例如：1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-腈丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-腈丙基-3-甲基咪唑氯盐，优选1-羟乙基-3-甲基咪唑氯盐；所述离子液体可以作为钯纳米粒子的还原剂、稳定剂和保护剂；

所述催化剂中，基于载体的质量，钯化合物以钯计的负载量为0.01-0.5wt％(优选0.01-0.1wt％，更优选0.01-0.03wt％)，离子液体的负载量为10-40wt％(优选10-30wt％，更优选30wt％)。

一种高分散负载型离子液体-钯氧化铝催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将钯化合物溶解于溶剂中，制得钯浸渍液；