[发明专利]一种Pd‑Ni/γ‑Al2O3‑SiO2复合载体双金属催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Pd-Ni/γ-Al₂O₃-SiO₂复合载体双金属催化剂及其制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

Pd具有较低的析氢过电位，常用于电催化氢解、加氢反应、加氢脱氯及有机合成等反应过程的催化剂。然而其价格昂贵，通过制备含钯的双金属或金属氧化物来代替。Ni也具有中等的吸附氢原子能力，且价格低廉，因此加金属Ni制备双金属催化剂材料，Pd-Ni双金属催化剂由于金属与载体之间发生了剧烈的相互作用和反应，催化性能更加优越。常见的制备方法有浸渍法、电沉积法、化学沉淀法和置换法等工艺，主要将Pd-Ni双金属负载在氧化铝、氧化硅、二氧化锆及二氧化钛等单一载体上。但浸渍过程中发生了溶质的迁移，竞争吸附等因素导致活性组分浸渍不均匀，因此传统浸渍方法存在颗粒不均匀的固有缺点。电沉积法主要用于在电极母片沉积出Pd/Ni致密的双金属催化剂电极材料的制备。化学沉淀法是在金属盐溶液中加入沉淀剂，然后生成难溶的金属盐或者金属的水合氧化物，对沉淀物进行固液分离等工序制备出催化剂。由于金属与载体之间发生了剧烈的相互作用和反应，从而增加了催化剂的比表面积，因此化学沉淀法可以制备出高分散度的Pd-Ni双金属催化剂。置换法是利用一定量的金属镍粉与适量的硝酸钯或者氯化钯溶液通过置换反应，再经过一系列常规步骤制备催化剂。。此外，电沉积法、化学沉淀法和置换法制备工艺虽然能有效解决活性组分分布不均的问题，但也存在制备过程冗长的缺陷。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种Pd-Ni/γ-Al₂O₃-SiO₂复合载体双金属催化剂及其制备方法。本发明同时采用γ-Al₂O₃和SiO₂为载体，在微波及超声波的强化催化作用下将PdCl₂和Ni(NO₃)₂ 吸附和分散在复合载体上，经微波煅烧和还原制备得到Pd-Ni双金属为活性成分的复合载体双金属催化剂。本发明通过以下技术方案实现。

一种Pd-Ni/γ-Al₂O₃-SiO₂复合载体双金属催化剂，所述催化剂中Pd质量百分含量为0.5%~2.0%，Ni质量百分含量为0.5%~5.0%，γ-Al₂O₃与SiO₂的质量比为1~3:1。

一种根据上述Pd-Ni/γ-Al₂O₃-SiO₂复合载体双金属催化剂的制备方法，所述双金属催化剂的载体为A和B，其中A是γ型纳米三氧化二铝；材料B是粒度小于0.841mm的二氧化硅，以分析纯氯化钯和分析纯水合硫酸镍为原料，通过微波消解，超声波强化分散，微波干燥、微波氧化煅烧和微波氢还原，制备得Pd-Ni/γ-Al₂O₃-SiO₂复合载体双金属催化剂，具体包括以下步骤：

（1）微波消解：首先将氯化钯和水合硫酸镍按照质量比为0.252~1.008：0.680~6.80加入到蒸馏水中在常温下微波消解2~5min得到消解混合溶液，其中氯化钯质量与蒸馏水体积比为0.252~1.008：200g/ml；

（2）超声波强化分散：向步骤（1）得到的消解混合溶液中加入γ-Al₂O₃和SiO₂混合均匀调节pH为10.0~12.0，然后在超声波搅拌作用下于40~60℃反应10~60min，反应完成后过滤得到滤饼，其中γ-Al₂O₃和SiO₂的质量比为1~3:1；

（3）S3.1微波干燥：将步骤（2）得到的滤饼在大气气氛中升温至100~120℃微波干燥30min；

S3.2微波氧化煅烧：继续升温至450~650℃微波氧化煅烧30~120min；