[发明专利]一种用于苯酚加氢制环己酮催化剂的制备方法

说明书

一种用于苯酚加氢制环己酮催化剂的制备方法。将活性炭进行酸处理和螯合配体处理后，再进行钯吸附、碱沉淀、还原等步骤，最终得到催化剂产品。其特点是通过将活性炭进行螯合配体预处理，可利用螯合配体的给电子特性，增加Pd金属的电子密度，提高其催化加氢活性；通过在吸附液中添加氧化剂的方式，可以使金属钯均匀分布在活性炭载体的外表面，防止活性炭表面的还原基团对浸渍液中的钯离子的直接还原；通过超声波喷涂吸附技术负载活性组分，金属钯可深入活性炭表面孔内，进一步提高了Pd的分散度，有利于苯酚加氢制环己酮反应。

技术领域

本发明涉及一种用于各类有机化合物加氢过程的催化剂的制备方法，特别涉及一种可将苯酚转化为环己酮的催化剂的制备方法。

背景技术

苯酚加氢制环己酮催化剂的活性、选择性和稳定性对其生产成本有较大的影响，而催化剂表面金属原子的性质、结构和数量是决定反应活性和选择性的关键。一般情况下，金属催化剂的加氢活性与金属面积大小有关，而金属面积大小与金属的晶粒度或金属的分散度有关。据报道，负载型Pd催化剂在苯酚加氢制环己酮中表现出良好的活性和选择性（GB1063357A），由于Pd是贵金属，用量一般较少，因此我们采用具有大表面积的活性炭载体将Pd高度分散，以获得大的Pd面积。由于苯酚加氢反应主要受到外扩散控制，活性组分应尽量分布于活性炭载体外表面的外部，然而，为了提高催化剂的热稳定性，也要求Pd在活性炭载体表面的分布有一定深度。这样一来，有相当部分Pd分布于活性炭孔内，也能够进一步提高Pd的分散度，增强活性炭载体作用，同时由于活性组分适当深入，外来物对催化剂的毒害也相对不易，使得活性得以保护。

活性炭作为一种有效的吸附剂，其表面物理、化学特性在吸附过程中发挥着重要的作用。其中，活性炭表面官能团很大程度上决定了活性炭对Pd金属吸附能力的强弱，此外，选择具有给电子能力的螯合配体对活性炭进行改性，可以增加Pd金属的电子密度，提高其催化加氢的活性。

传统的钯碳催化剂的制备方法为浸渍吸附法（US4394299），该方法在制备钯碳催化剂的过程中，需结合搅拌桨进行大幅度搅拌，以使钯溶液在活性炭上均匀吸附，但对于苯酚加氢制环己酮钯碳催化剂，金属钯在载体表面呈蛋壳分布，大幅度的搅拌过程容易使表面钯脱落，造成表面钯含量降低，影响催化剂的活性。而采用超声波喷涂吸附技术，一方面超声波可将吸附液打散成超微分子，深入活性炭表面孔内，进一步提高了Pd的分散度；另一方面，载体随反应器缓慢转动，均匀吸附超微分子，载体之间摩擦碰撞较轻，不易形成落粉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活性组分在载体表面分布均匀并具有一定深度的高性能苯酚加氢制环己酮催化剂的制备方法。

本发明的主要特点是：通过将活性炭进行螯合配体预处理，可利用螯合配体的给电子特性，增加Pd金属的电子密度，提高其催化加氢活性；通过在吸附液中添加氧化剂的方式，可以使金属钯均匀分布在活性炭载体的外表面，防止活性炭表面的还原基团对浸渍液中的钯离子的直接还原；通过超声波喷涂吸附技术负载活性组分，金属钯可深入活性炭表面孔内，进一步提高了Pd的分散度，有利于苯酚加氢制环己酮反应。

本发明提供的制备方法，它包括以下步骤：

步骤1. 将载体活性炭进行酸洗，酸液的浓度为0.1N-2.0N，温度为30℃-100℃，时间为1h-4h，水洗至中性；

步骤2. 酸洗后的活性炭再进行螯合配体吸附处理，螯合配体溶液浓度为0.01-0.3N，时间为0.5h-6h，过滤，洗涤，干燥；

步骤3. 将处理过的活性炭通过超声波喷涂吸附技术进行钯吸附，吸附液为添加有氧化剂的钯盐溶液，氧化剂与活性炭摩尔比为1:8-1:20，钯负载量为活性炭的0.05%-3%，时间为1h-12h；

步骤4. 加碱沉淀金属钯，调节pH值为8.0-10.0，沉淀时间为4h-48h，沉淀温度为30℃-90℃；