[发明专利]羟基活性炭负载钯催化剂及其制备方法

说明书

一种羟基活性炭负载钯催化剂，其由锌酸钠改性的活性炭及钯组成，基于活性炭的质量，钯的质量负载量为5％；其制备方法包括，先用氢氧化钠与金属锌粉制备锌酸钠，再用锌酸钠改性活性炭；将锌酸钠改性后的活性炭配制成浆液加入10g/L的氯亚钯酸溶液，并用碱液调节溶液pH为9.0，继续搅拌1h之后，将甲醛溶液加至所述浆液中，并加入碱液保持溶液pH为10，升温至80℃并保温2h，然后过滤洗涤至用AgNO₃溶液检测无氯离子即可。本发明的催化剂适用于间苯二酚制备1,3环己二酮的反应，能够大幅度提高钯炭催化剂的活性及套用次数，有很好的实用价值。

技术领域

本发明属于贵金属催化剂制备技术领域，具体涉及一种羟基活性炭负载钯催化剂及其制备方法。

背景技术

活性炭是一种多孔性的惰性材料，具有丰富的空隙结构和巨大的比表面积。由于活性炭原子的不饱和性的存在，它们将以化学形式结合炭成分以外的原子和原子基团，形成了各种表面功能基团，活性炭表面官能团的种类和数量决定了活性炭的表面化学性质，而化学性质决定了活性炭的表面吸附特性。大部分关于活性炭气相吸附的研究表明，在这一类型的相互作用中，活性炭的孔形态(表面积和孔径分布)是主要参数，在活性炭液相吸附过程中或活性炭作为催化剂载体，表面化学特性对其吸附性产生显著影响。活性炭表面还含有大量的灰分，灰分杂质几乎没有吸附能力，灰分杂质的存在，对用作催化剂或催化剂载体的活性炭的性能有很大的影响，所以要求灰分的含量尽可能少。要达到最佳吸附，不同吸附质对表面环境要求也不一样。因此，为了满足活性炭的不同使用需求，常常对活性炭进行有针对性的处理，以获得需要的各种表面环境。

活性炭表面最常见的官能团是含氧官能团。表面含氧官能团对活性炭的表面反应、表面行为、亲(疏)水性、催化性质和Zeta势和表面电荷等具有很大影响，从而影响活性炭的吸附行为。含氧基团可以分成酸性、中性和碱性，而且存在于活性炭表面的数目和类型也各不相同因此，将活性炭浸渍在溶液中时，随着pH值的不同其表面会随之产生不同的正、负电荷表面活性位。羧基、醌基和内酯基具有酸性，由于它们的负电性，使得活性炭表面更容易吸附带有正电性的前驱体，此外，它们减少了活性炭的疏水性，使得活性炭更易吸附水溶液中的金属前驱体。酚羟基、羰基和醚基则具有弱酸性或中性性质，通常这些基团加强了金属前驱体或金属颗粒与活性炭之间的相互作用，减少了烧结现象的发生。目前的研究，活性炭表面要增加酚羟基，大多数都用酸或碱处理活性炭表面，但仍存在着酚羟基含量较低的问题。

目前合成1,3-环己二酮的主要有两种，其中一种以间苯二酚为原料，通过加氢还原，因工艺简单，且绿色环保，已经成为国际上通用的工艺，而使用的催化剂主要集中在钯炭、镍基催化剂和铂炭几种，但目前这类催化剂存在的主要问题在于：钯炭的选择性与转化率较低；镍基催化剂易失活；铂炭相对其它二种催化剂来说成本较高。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种羟基活性炭负载钯催化剂及其制备方法，这种高活性、长效能应用于1,3-环己二酮生产钯炭催化剂的制备方法所制备的催化剂由于表面含有大量的羟基，在吸附钯的过程中，载体与活性炭作用力加强且分布均匀，进而活性高、寿命长、可重复套用。

为解决上述技术问题，本发明提供一种羟基活性炭负载钯催化剂，其由活性金属以及载体组成，所述活性金属为钯，所述载体为锌酸钠改性的活性炭，以所述活性炭的重量为基准，钯的质量分数为4-6％。

优选于：以所述活性炭的重量为基准，所述钯的质量分数为5％。

本发明提供一种羟基活性炭负载钯催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、锌酸钠改性活性炭的制备，

a)处理活性炭，将所述活性炭用质量分数5％的硝酸在75-85℃的温度条件下处理1.8-2.2h，洗涤成中性；