[发明专利]一种中空钯基过氧化氢催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种中空钯基过氧化氢催化剂的制备方法。步骤：1)向环己烷和正辛醇中加入聚乙二醇单十六醚，反应后加入H₂PdCl₄，然后加入NaBH₄溶液反应再加氨水，得A品；2)向A品中加入TEOS，产物洗涤，分散到水中，得种子溶液；3)向种子溶液中加入乙醇、KBr、间苯二酚和CTAB，溶解后加氨水和甲醛，产物分离洗涤，得Pd@SiO₂@RF_KBr；4)将Pd@SiO₂@RF_KBr干燥焙烧，得到Pd@SiO₂@HCS_KBr，分散到水中加HF，产物离心水洗得Pd@HCS_KBr；5)Pd@HCS_KBr干燥,氧化和还原处理，得催化剂。本发发明的催化剂具有活性组分流失少，催化效果好，H₂O₂选择性和产率高，活性组分Pd的粒径、壳层孔道及比表面积、壳层结构和组成可控的特点。

技术领域

本发明涉及一种钯基过氧化氢催化剂的制备方法，特别是一种中空钯基过氧化氢催化剂的制备方法。

背景技术

过氧化氢(H₂O₂)是一种重要的化工产品，广泛用于纺织、造纸、污水处理、能源、环境和精细化工等领域，被认为是最“绿色”的环境友好型化学氧化剂。目前，H₂O₂生产方法有蒽醌法、电解法、氢氧直接合成法、氧阴极还原法等。工业上95％以上的H₂O₂由蒽醌自氧化(AO)工艺法生产，但是，该过程工艺复杂、能耗高，所用介质蒽醌会在反应中缓慢降解产生污染。蒽醌法生产的初级H₂O₂溶液必须经过分离提纯并加入一定量的稳定剂后才能使用。

H₂和O₂直接合成H₂O₂过程：

H₂+O₂→H₂O₂ △G⁰_298K＝-120.4kJ/mol (1)

绿色环保、反应具有原子经济性，并且具备工艺简单等优点，其产物浓度为1％～10％，便于直接使用，副产物只有水，对环境友好，被誉为最具潜力的工艺路线之一。而H₂O₂产率、选择性、收率是评价催化合成效果的重要指标。

钯是H₂和O₂直接合成H₂O₂催化剂的最重要的活性组分，而现在研究较多的为负载型钯基催化剂存在以下缺点：(1)负载型催化剂不能很好的控制Pd的颗粒直径，在焙烧处理过程中，活性组分Pd迁移团聚导致粒径变大，暴露出的活性位点减少，催化活性不断降低；(2)在直接合成H₂O₂的气固液的三相反应中，高强度的机械搅拌容易使负载型催化剂的活性组分从载体表面脱落，不但会造成了催化剂稳定性及寿命的降低，而且脱落的活性组分Pd会分解产品H₂O₂为H₂O，降低H₂O₂选择性和收率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种中空钯基过氧化氢催化剂的制备方法。本发发明的催化剂具有活性组分流失少，催化效果好，H₂O₂选择性和产率高，活性组分Pd的粒径、壳层孔道及比表面积、壳层结构和组成可控的特点。

本发明的技术方案：一种中空钯基过氧化氢催化剂的制备方法，包括如下步骤：