[发明专利]一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法。

背景技术

随着纳米领域研究的深入，研究者发现纳米级别的贵金属粒子在催化性能上具有更高的研究价值。贵金属钯独特的物理性能和高的催化活性同样引起研究者们极大的兴趣，由于钯纳米粒子在各种反应中极好的催化性能得到广泛的研究，钯作为一种加氢催化剂通常在学术界和工业中用于液相催化加氢，尤其在C=C双键的氢化、烃类转化、选择性加氢、及选择性氧化等重要反应过程中获得了广泛的使用。目前传统的制备方法得到的活性中心粒径大、粒径分布范围宽、选择性差等缺点已经不能满足工业催化的需要，其中合成高饱和丁腈橡胶合成催化剂就是其中之一。

氢化丁腈橡胶（HNBR）是一种高技术、高附加值的新型弹性体。近年来，国外对 HNBR 的研究比较多，德国 Bayer 公司、日本 Zeon 公司和加拿大 Polysar 公司先后建厂生产 HNBR。国内涉足较晚，且主要集中在对新型廉价催化剂的开发和昂贵催化剂的再利用上。铑系催化剂仍然是研究的重点，北京化工大学开发了 Rh–Ru 双金属单配体催化剂，其加氢率达 98% 以上。在此基础上，他们还开发了一种新型铑钌双金属双配体加氢催化剂，用于 NBR 加氢，具有较高的活性、良好的选择性和较低的成本。国内外主要使用铑基催化剂和均相催化来合成氢化丁腈橡胶，不能从根本上解决合成氢化丁腈橡胶催化剂成本高、难分离、不易回收和再生等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法。本发明方法制备的纳米钯基催化剂，活性组分钯的平均粒径1～２nm，活性组分钯的分散度 ≥ 40%，活性组分钯的比表面积                                                。应用于合成高饱和丁腈橡胶，氢化反应定向选择C＝C，而对 C≡N 不加氢，丁腈橡胶的氢化率大于 99.5%。该方法解决了催化剂成本高、难分离、不易回收和再生的难题，且具有工艺流程简单、环保高效、粒径小、粒径分布窄、选择性好等优点。

为了达到以上目的，本发明的技术方案是按如下设计的：

一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：红外造液、真空吸附、液相还原、洗涤和干燥。

一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法，其特征在于，红外造液是称取1.78g PdCl₂加入0.1～5mL盐酸，并加入去离子水，在远红外电子炉上200W～800W加热溶解并浓缩赶酸，最后定容至5～20g/L备用。

一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法，其特征在于，真空吸附是向钯液中加入稳定剂后，在真空箱中缓慢加入到载体中，并使用红外强制吸附，吸附温度20～80℃，吸附时间6～24h。

一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法，其特征在于，还原剂可以是甲醛、甲酸、醋酸钠、硼氢化钠、水合肼中的一种或两种，其与金属钯的摩尔比为1 : 0.1～10。浓度为0.01～5mol/L，液相还原温度为50～100℃。

一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法，其特征在于，洗涤过程用去离子水反复洗涤钯基催化剂至硝酸银检测无为止。

一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法，其特征在于，干燥温度为40～110℃，时间为0.5～6h。

一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法，其特征在于，真空吸附的真空度为0.05～0.1MPa。

一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法，其特征在于，稳定剂可以是柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇等中的一种或两种，其中稳定剂与钯的摩尔比为1 : 1～100。

一种钯基合成高饱和丁腈橡胶催化剂及其制备方法，其特征在于，载体为二氧化硅、活性炭、氧化铝、碱金属碳酸盐中的一种或几种组分按任意质量比例组合而成的混合物。

纳米Pd 基催化剂的主要技术参数表

附图说明

附图为本发明性能评价中氢化丁腈橡胶的红外表征图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做出进一步说明，并不是对本发明的限制。