[发明专利]一种直接合成过氧化氢用负载型Pd催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学技术领域，具体来说涉及一种共浸渍法制备氢氧直接合成H₂O₂的负载型Pd催化剂，同时还涉及该负载型Pd催化剂的制备方法。

背景技术

目前国内外H₂O₂生产方法中，规模最大的生产方法是蒽醌法，该法采用两步合成，在生产中添加有机溶剂，存在生产工艺复杂、能耗高、环境污染严重等缺点；与之相比，由氢气和氧气在催化剂作用下采用一步法直接合成过氧化氢的方法具有工艺简单、操作成本低、无污染等优势，成为H₂O₂生产领域的研究热点。但该工艺一直没有工业化的意义，关键原因是常态下催化剂活性较低、稳定性较差，合成H₂O₂的收率和选择性较低。

已有的研究报道证实，Pd基催化剂是直接法中活性最好的催化剂，采用的制备方法主要是浸渍法。为提高Pd基催化剂活性，研究者们主要通过在活性组分Pd中添加非贵金属或对载体改性来制备负载型催化剂。

中国专利公开号CN104039441A于2014年09月10日公开了发明名称为“用于直接合成过氧化氢的催化剂”，采用浸渍法制备一种基于氧化钽的负载型Pd催化剂，在反应压力为50bar，反应温度为5℃下，反应5h得到H₂的转化率为26.2%，H₂O₂生产率为6659mol H₂O₂/(Kg_Pd·h）。

中国专利公开号CN1880215A于2006年12月20日公开了发明名称为“载体金属催化剂、其制备方法和其在直接制备过氧化氢中的用途”，采用浸渍后还原的方法制备Pd-Pt/SiO₂催化剂，在反应压力为50bar，反应温度为20℃下，反应3h得到H₂的转化率为42%，H₂O₂浓度为17.5%。

中国专利公开号CN1557544A于2004年12月29日公开了发明名称为“一种用于直接法合成过氧化氢的纳米金属铜催化剂及其制备方法”，采用共沉淀再化学还原的两步法制备纳米金属铜催化剂，用于CO、O₂、水直接法制H₂O₂，在反应总压为4.0MPa，反应温度为20℃下，反应4h后，H₂O₂得率为0.212mmol/(g·h)。

上述已有技术可知，只有在压力在50bar以上，得到的H₂O₂浓度才能满足工业化的需求，但反应压力较大，H₂和O₂容易爆炸，会增加反应过程的安全性；然而，压力较低，得到的H₂O₂选择性和收率明显降低，又无法满足工业化的需求。因此研制一种能在常压下直接合成H₂O₂的高活性和选择性的Pd基催化剂及其制备方法是有价值的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在常压下，实现合成H₂O₂的高选择性和高收率的直接合成过氧化氢用负载型Pd催化剂。

本发明的另一目的在于提供该直接合成过氧化氢用负载型Pd催化剂的制备方法。

本发明的一种直接合成过氧化氢用负载型Pd催化剂，是以氯化钯为前驱体，盐酸为溶剂配成PdCl₂溶液，γ-Al₂O₃为载体，nms/PVP/CTAB中的一种为竞争吸附剂，采用共浸渍法先超声处理该混合液2h，再常温下静置12h，后经干燥、焙烧、还原得到。

本发明一种直接合成过氧化氢用负载型Pd催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将金属盐PdCl₂用HCl溶解配置成PdCl₂溶液，PdCl₂溶液浓度为0.01-0.05g/ml，优选0.03g/mL，pH值为0-2，优选1.5；