[发明专利]一种贵金属基催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种贵金属基催化剂的制备方法，属于催化剂的制备方法。将含钌化合物加入到一定pH值的炭浆溶液后浸渍吸附，在室温下浸渍一段时间后再调整溶液的pH值至碱性后加入一定浓度的还原剂进行等体积强烈搅拌还原，还原一定时间后进行正压过滤，然后对制备的催化剂进行一定的后处理操作，主要包括洗涤过程，之后得到钌/炭催化剂。本发明优点是简化了操作的同时，达到了高效制备催化剂的目的，且贵金属纳米颗粒可以快速生成，均匀分散在载体上，其微晶平均尺寸可以达到几纳米，与现有技术相比其颗粒尺寸较小、成核迅速、载量低、反应活性高以及能有效降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法，特别适用于制备以活性炭作为催化剂载体制备负载型贵金属基催化剂，而且其特别适用于含有羰基以及醛基化合物加氢，尤其在制备糖醇上特别适用于葡萄糖加氢制备山梨醇。

背景技术

纳米颗粒因具有尺寸小、大的比表面积、所以具有一些宏观材料所不具有的声光电等优异的物理和化学性能。一般来讲，纳米颗粒粒度越小其表面活性越高，其表面能增大，催化能力也将随粒径的改变而发生变化。金属纳米颗粒由于具有非常好的导电能力，导致电子传输速度加快，更有利于催化反应的进行，因此开发纳米金属颗粒负载的催化剂对于提高反应活性具有一定的实际应用价值。

目前山梨醇制备的主要方法有生物发酵法与催化加氢法等。其中生物发酵法具有生产周期长，设备投资大，操作繁琐，产品需要脱色等缺点，后处理过程繁琐；而催化加氢法目前已大规模应用于山梨醇的工业化生产。催化加氢法所用催化剂目前主要是以雷尼镍催化剂为主。雷尼镍催化剂最佳使用条件是在偏碱性的溶液中，而葡萄糖水溶液一般为弱酸性，因此雷尼镍催化剂在使用前需要调整葡萄糖溶液的pH至8左右，且雷尼镍催化剂储存与运输条件相对苛刻。

此外使用雷尼镍加氢催化剂具有较高的操作温度，130～145℃左右，较高的操作压力～7MPa以上，长期维持在高温高压下反应对于设备的质量和安全性能防护等级要求较高，无疑会增加设备制造上的大量资金投入，对于后期的设备检修维护保养费用也会随之增加。

但不可否认的是雷尼镍加氢催化剂具有价格上的优势，因此目前仍被大多数公司所采用，因此如何开发出优异的适合于葡萄糖加氢制备山梨醇用的低成本、高性能钌基贵金属催化剂具有十分重要的意义。

目前贵金属基催化剂的制备方法主要有以下几种：

(1)浸渍法：先将含有贵金属前驱体的溶液加入到含有载体的溶液中，搅拌一定时间后，利用有机溶剂或者其它具有还原性的物质在一定温度下进行还原，之后经过滤、洗涤以及干燥制备得到相应的负载贵金属的载体催化剂。

(2)沉淀法：将含有贵金属前驱体溶液加入到含有载体的溶液中，加入碱性物质，如NaOH、KOH以及NH₃·H₂O等，将贵金属离子转化成氢氧化物等不溶性的化合物，并附着于载体上，在经过H₂等还原性物质还原制备。目前工业上主要使用H₂作为还原剂，其还原温度一般控制在200℃以上，催化剂生产成本较高，操作安全性要求较高。

传统钌炭催需化剂的制备方法如浸渍法与沉淀法存在的主要问题是Ru分散度低和形成的Ru纳米颗粒尺寸偏大，因此会造成催化剂活性偏低等问题。

发明内容

本发明提供一种贵金属基催化剂的制备方法，以解决催化剂中钌Ru无法完全负载导致有效Ru成分偏低的问题，以及如何快速高效的制备可室温条件下储存的负载贵金属的催化剂并应用于高效加氢当中，控制Ru纳米颗粒的尺寸大小，缓解Ru纳米颗粒聚集。

本发明采用的技术方案是：包括下列步骤：