[发明专利]一种钯钴合金催化剂及其制备方法、应用

说明书

本申请公开了一种钯钴合金催化剂，包括载体和负载在所述载体上的活性组分；所述载体包括二氧化硅；所述活性组分包括活性元素；所述活性元素包括钯和钴。并提供了该催化剂的制备方法。钴的添加可以更好地分散和固定钯元素，提高钯的利用效率，使催化剂贵金属用量和整体成本明显降低；催化剂中钯钴合金呈现高度分散纳米状态，与载体之间具有较强的相互作用可以保持较好的稳定性。应用于蒽醌加氢制备双氧水，具有良好的经济效益。

技术领域

本申请涉及一种钯钴合金催化剂及其制备方法、应用，属于化工催化材料领域。

背景技术

双氧水是一种重要的无机化工原料，在无机和有机中间体等化学品的合成、纺织、医药、电子、食品和冶金工业等方面都有着广泛的应用。蒽醌法是目前生产双氧水最成熟也是最主流的工艺。蒽醌法的工艺流程主要包括氢化、氧化、萃取和后处理四个过程，其中氢化工序是整个工艺的核心。商业氢化催化剂采用0.3％Pd/Al₂O₃，存在催化剂加氢选择性差，氢化效率不高等缺点。针对高浓双氧水合成的低成本、高选择性氢化催化剂的研制是现阶段蒽醌法实现低成本、高效率生产双氧水的关键技术和技术发展趋势之一。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了钯钴合金催化剂，该催化剂采用钴作为新组分添加，分散活性组分钯原子和调节钯电子结构，可以提高催化剂的活性和选择性，从而更有利于提高生产效率；钴的添加可以提高钯的利用率，减少后者用量，使催化剂成本明显降低；催化剂中钯钴合金呈现高度分散纳米状态，与载体之间具有较强的相互作用可以保持较好的稳定性。

根据本申请的一个方面，提供了一种钯钴合金催化剂，其特征在于，包括载体和负载在所述载体上的活性组分；

所述载体包括二氧化硅；

所述活性组分包括活性元素；

所述活性元素包括钯和钴。

在本申请中，一方面通过对催化剂所用的载体进行改性，通过调节载体的孔道结构和比表面积等来改变催化剂的选择性，从而能够在更高转化率下运行。另一方面通过对活性组分进行调节，加入第二组分等，可以降低贵金属Pd的使用量，且具有更好的催化活性和选择性。

可选地，所述钯在所述催化剂中的质量百分含量为0.1～0.5wt％；

所述钴在所述催化剂中的质量百分含量为0.1～2wt％；

其中，钯的质量以钯元素的质量计量，钴的质量以钴元素的质量计量。

可选地，所述钯在所述催化剂中的质量百分含量为0.25～0.4wt％；

所述钴在所述催化剂中的质量百分含量为0.5～1.5wt％。

可选地，所述钯在所述催化剂中的质量百分含量为0.1～0.4wt％；

所述钴在所述催化剂中的质量百分含量为0.1～1.9wt％。

可选地，所述钯在所述催化剂中的质量百分含量的上限选自0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％；下限选自0.1wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、或0.4wt％。

可选地，所述钴在所述催化剂中的质量百分含量的上限选自0.25wt％、0.4wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、1.9wt％或2wt％；下限选自0.1wt％、0.25wt％、0.4wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％或1.9wt％。

可选地，所述载体为含有介孔的球形二氧化硅。

可选地，所述载体的孔径为2～50nm。

可选地，所述载体的比表面积为200～450m²/g。