[发明专利]氢氧化物担载钯催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氢氧化物担载钯催化剂及其制备方法。

背景技术

催化剂的制备技术在控制负载型催化剂的物理化学性质以及催化剂在化学反应中的性能方面起着非常重要的作用。一个典型的例子是担载金催化剂：一直以来，金被认为是催化惰性的金属，然而上世纪80年代日本学者Haruta发现使用共沉淀、沉淀-沉积等方法将金高度分散到适当的载体上后，金催化剂对一氧化碳氧化显示出独特的低温活性，并进而发现金催化剂对许多反应都具有很好的催化活性，从而引发了人们对金催化剂的研究热潮。

目前，大部分商业负载型催化剂都是通过浸渍法制备的——将活性组分的盐溶液浸渍到载体上，然后干燥去掉溶剂，并在高温下焙烧对催化剂进行活化。这样的制备方法有许多缺陷，主要包括：1)由于水的高粘度，活性组分金属盐溶液难于进入载体的孔道；2)活性金属的分散度较低；3)活性组分分布不均匀；4)在干燥过程中由于毛细流动会导致载体结构发生变化等。此外，传统的浸渍法中的高温干燥、高温焙烧、还原等一系列繁琐的步骤费时、耗能。而高温焙烧不仅消耗能源，而且在焙烧过程中会排放HCl、NO_x等污染气体，造成环境污染。

贵金属钯具有优异的催化性能，钯催化剂在石油化学工业中的应用甚至超过铂催化剂。例如，石油精炼中的催化重整，烷烃、芳烃的异构化反应、脱氢反应，烯烃生产中的选择加氢反应，乙醛、醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯等有机化工原料的生产均离不开钯催化剂。在各类有机化学反应中如氢化、氧化脱氢、氢化裂解、偶联、氢酯基化、一碳化学以及汽车尾气净化等反应中，钯是优良的催化剂，或是催化剂的重要组分之一。此外，在环境污染气体消除、汽车尾气消除中钯催化剂也起着相当重要的作用。然而，由于传统制备方法的局限性，使得钯催化剂对一些反应的活性不够高，钯催化剂的应用也因此受到了一定的限制。因此，随着各种催化剂制备新技术的发现与发展，对钯催化剂的制备研究还远远没有结束。发明一种高效的、制备方法环境友好的担载钯催化剂具有非常高的现实意义与应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢氧化物担载钯催化剂及其制备方法。

一种氢氧化物担载钯催化剂，其特征在于催化剂载体为氢氧化物，活性组分为钯，钯质量百分含量为载体的0.1％-20％；氢氧化物为氢氧化铁、氢氧化钴、氢氧化锰、氢氧化镍或氢氧化铝。

本发明所述催化剂，采用共沉淀法制备，具体制备过程为：

常温下，将载体盐溶液与钯盐溶液混合均匀，搅拌下逐滴加入到沉淀剂溶液中，形成共沉淀，搅拌分散、静置、过滤、洗涤、20-100℃干燥，不焙烧，不还原或者20-100℃还原；载体盐选自Fe(NO₃)₃，Co(NO₃)₂，Al(NO₃)₃，Mn(NO₃)₂，Ni(NO₃)₂中的一种。

在制备催化剂的过程中，所用的钯盐选自(NH₄)₂PdCl₄、H₂PdCl₄、Pd(NO₃)₂·2H₂O或[Pd(CH₃COO)₂]₃。

在制备催化剂的过程中，所用的沉淀剂选自NaOH、Na₂CO₃、Li₂CO₃、NH₃·H₂O、KOH或K₂CO₃。

本发明的氢氧化物担载钯催化剂，其催化活性与通过浸渍法制备的钯负载型催化剂相同，故它可以应用于在各类有机化学反应中：如氢化、氧化脱氢、氢化裂解、偶联、氢酯基化、一碳化学以及汽车尾气净化等反应中。

与已有技术相比，本发明具有的实质性的特点是：

1、催化剂用共沉淀法制备，可获得高分散的、相对均匀的、尺度较小的纳米钯粒子，有利于提高催化剂活性，并提高活性组分钯的利用率。

2、催化剂载体为氢氧化物，具有较高的比表面积和较高的载体分散度，有利于提高催化剂活性。

3、催化剂室温制备，不需要焙烧，充分降低能耗且不排放污染气体，环境友好。

具体实施方式

实施例1：