[发明专利]一种表面修饰的Pd基催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种表面修饰的Pd基催化剂及其制备方法与应用。它的制备方法，包括如下步骤：(1)将钯盐与硅烷偶联剂混合进行配位，得到表面修饰的钯盐胶体颗粒；(2)在有机溶剂中，将步骤(1)中得到的所述表面修饰的钯盐胶体颗粒与载体反应，即得到表面修饰的Pd基催化剂。本发明催化剂结构稳定，催化加氢反应具有高选择性环加氢的特点。

技术领域

本发明涉及一种表面修饰的Pd基催化剂及其制备方法与应用，属于重金属催化剂制备领域。

背景技术

社会和经济的迅速发展造成了不可再生化石资源，包括煤、石油、天然气的过度消耗，使得其储量下降，开采难度增加。同时日益严重的环境问题也引起人们对于新型能源的关注。生物质是唯一可再生的碳资源，针对生物质的研究和开发应用受到广泛的关注。生物质的转化利用离不开其平台化合物的催化转化。糠醛和5-羟甲基糠醛分别是生物质五碳和六碳来源的平台化合物。目前对于糠醛和5-羟甲基糠醛催化加氢得到的化学品集中于其侧链醛基加氢或者侧链醛基和环的过度加氢产品。而得到单纯的环加氢产物是一大挑战，目前只见作为副产物的报道，四氢糠醛和5-羟甲基四氢糠醛的产率很低。所以，实现高选择性环加氢得到四氢糠醛和5-羟甲基四氢糠醛具有重要的学术和工业应用价值。

作为重要的过渡金属，钯基催化剂由于其催化活性和选择性高、稳定性好等优点被广泛应用于C＝C双键、C＝O双键、C-O单键等的加氢反应中。但是由于糠醛、5-羟甲基糠醛中的C＝O基比呋喃环中的C＝C双键活性更高，普通负载型的催化剂上往往倾向于C＝O首先加氢。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面修饰的Pd基催化剂及其制备方法与应用，本发明催化剂结构稳定，催化加氢反应具有高选择性环加氢的特点。

本发明提供的一种表面修饰的Pd基催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将钯盐与硅烷偶联剂混合进行配位，得到表面修饰的钯盐胶体颗粒；

(2)在有机溶剂中，将步骤(1)中得到的所述表面修饰的钯盐胶体颗粒与载体反应，即得到表面修饰的Pd基催化剂。

上述的制备方法中，所述硅烷偶联剂与所述钯盐的质量比为15～35:1；

步骤(1)中进行所述配位的条件如下：室温，搅拌12～48小时，具体可为搅拌12小时；

所述钯盐包括硝酸钯和/或氯化钯；

所述硅烷偶联剂包括3-氨丙基三乙氧基硅烷(简称KH550)或N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(简称DL602)。

上述的制备方法中，所述有机溶剂与所述硅烷偶联剂的质量比可为80～240:1；

所述载体与所述硅烷偶联剂的质量比可为0.7～4:1；

步骤(2)中，所述反应的温度可为90～130℃，具体可为100℃，时间可为12～48小时，具体可为12小时；

所述有机溶剂为醇溶液；所述醇溶液为甲醇、乙醇、甲醇与水任意比例的混合溶液或乙醇与水任意比例的混合溶液；

所述载体为氧化铝、活性碳(简称AC)、二氧化硅。

上述的制备方法中，步骤(2)中，所述表面修饰的钯盐胶体颗粒与载体反应的步骤如下：将所述表面修饰的钯盐胶体粒子溶解在所述有机溶剂中，搅拌混合；然后加入所述载体，搅拌混合、加热回流反应，即得到所述表面修饰的Pd基催化剂。

上述的制备方法中，步骤(2)中还包括对所述表面修饰的Pd基催化剂后处理的步骤；

所述后处理为依次进行离心、洗涤、干燥、还原反应。

上述的制备方法中，所述还原反应的条件如下：通入氢气，所述氢气的流速可为30～120mL/min，常压，温度可为250～600℃，时间可为2～5h。