[发明专利]一种包覆型钯碳催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种包覆型钯碳催化剂的制备方法，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

近年来，由于贵金属在催化、气体感应器、燃料电池等领域中有独特的应用，所以其逐 渐成为了研究热点。然而，由于纳米贵金属高表面能导致其很容易聚集或者形态的改变，它 们都会导致金属颗粒催化活性与选择性的降低。为了降低金属纳米颗粒的聚集，人们一直在 寻找新的方法，比如使用表面活性剂，对金属颗粒表面就行保护。比如Copelin在欧洲专利 中EP0009802中公开了一种Pd/SiO₂催化剂及蒽醌法制备双氧水的方法，在该过程中钯催化 剂比较稳定，可能由于钯催化剂一般都是以钯氧化物的形式存在，有效防止了催化剂的失活。 华东科技大学的ZhaoXiuge利用聚乙二醇稳定钯纳米颗粒，用于苯甲醇的氧化，并对催化剂 进行了回收，得到很好的回收效果，催化剂没有明显的活性损失(Wangetal.,Catal.Lett.,2009, 132,34-40)。SaimOzkar利用硅包裹钴铁磁性载体，再在其上负载纳米钯颗粒，用于催化硼 烷胺的脱氢反应，此催化剂易回收，高活性(SerdarAkbayraketal.,Appl.Cata.B,2014,147, 387-393)。Mark首次利用聚乙烯吡啶包覆纳米钯制备纳米球，用于催化偶联反应，该催化剂 在高温下稳定，钯颗粒没有发生团聚现象(Marketal.,Chem.Mater.,2000,12,1985-1989)。 Goutam利用铝溶胶包覆金钯合金，从而制备出稳定的合金纳米颗粒，而且将其负载于玻璃基 底上，制备成易回收的催化剂(Goutametal.,J.Phys.Chem.,113,2009-2015)。钯碳是一种使用 非常普遍的贵金属催化剂，可用于硝基加氢、炔烃还原、Suzuki/Heck反应、苯环的氢化、羟 基氧化等等，但是到目前为止，很少有文献报道在钯碳催化剂上对金属钯进行包覆，包覆后 的催化剂可以有一定的疏水、亲水或者耐酸碱的特性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种制备工艺简单，原料便宜易得， 价格低廉，催化性能没有明显的降低且其可回收性能得以明显增强，一定程度上增加了钯碳 催化剂使用范畴的包覆型钯碳催化剂的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种包覆型钯碳催化剂的制备方法，该制 备方法包括如下步骤：

a)制备钯盐溶液；

b)在钯盐溶液中加入一定量的稳定剂与还原剂，使钯盐在一定的温度下生成纳米钯悬浮 液；

c)在纳米钯悬浮液中加入一定量的稳定剂后，继续添加包埋剂溶液，通过碱液调节pH 使包埋剂水解，从而制得包覆性纳米钯颗粒；

d)最后将包覆性纳米钯颗粒加入至活性炭炭浆中，得到包覆型钯碳催化剂。

作为优选：所述步骤a)中，钯盐溶液中的钯盐为PdCl₂、Pd(NO₃)₂和Pd(OAc)₂中的一种； 钯盐溶液的溶剂为盐酸水溶液、硝酸水溶液、氯化钠水溶液、丙酮、异丙醇和甲苯中的一种， 制备钯盐溶液的HCl、HNO₃或NaCl与金属钯的摩尔比为2：1；钯盐溶液中金属钯的质量分 数为0.1～20％，其在20C～70C下进行溶解。

作为优选：所述步骤b)中，在钯盐溶液中加入的稳定剂为柠檬酸、柠檬酸三钠、十六 烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇(分子量200g/mol～20000g/mol)、1,10-菲罗 啉和十四烷基三甲基溴化铵中一种或多种，稳定剂与金属钯的摩尔比为1～100：1，在10C～ 80C下搅拌0.5h～4h；

在钯盐溶液中加入的还原剂为甲醇、乙醇、柠檬酸、抗坏血酸、硼酸盐、水合肼水溶液、 甲醛和甲酸钠中的一种，还原剂与金属钯的摩尔比为2～20：1，在0C～90C下继续搅拌1h～ 6h。

作为优选：所述步骤c)中，在纳米钯悬浮液中加入的稳定剂为柠檬酸、柠檬酸三钠、 十六烷基三甲基溴化铵和十四烷基三甲基溴化铵中的一种，稳定剂与金属钯的摩尔比为1～ 50：1，并在20C～70C搅拌0.5h～3h；