[发明专利]一种超声辅助还原制备SAPO-11负载纳米钯催化剂的方法

说明书

本发明公开了一种超声辅助还原制备SAPO‑11负载纳米钯催化剂的方法，所述方法以乙二醇为还原剂，SAPO‑11为载体，将钯盐前驱体溶液与SAPO‑11混合后超声浸渍，加入乙二醇后超声还原，制得SAPO‑11负载纳米钯催化剂。上述方法制得的负载型纳米钯适用于催化正十六烷加氢异构化反应。与湿法浸渍高温氢气还原制备负载型纳米钯催化剂的方法相比，本发明的方法操作简单，在不外加保护剂的条件下制得的负载型纳米钯催化剂的钯纳米颗粒具有更小的尺寸、更高的金属分散性，催化正十六烷加氢异构化反应的转化率和选择性明显提高。

技术领域

本发明涉及一种微孔分子筛负载钯纳米催化剂的制备方法，具体涉及一种超声辅助还原制备适用于正十六烷加氢异构化反应的SAPO-11负载纳米钯催化剂的方法。

背景技术

随着全球汽车工业的发展和环保意识的增强，加快推广使用清洁汽油和加快清洁汽油标准的升级换代己成为不可逆转的世界潮流。在汽油质量发展的要求中，辛烷值的保持尤其重要。提高辛烷值的一个重要手段就是增加汽油组分中高辛烷值的组分如异构烷烃。因此制备具有高活性、高选择性、高稳定性的催化剂对烷基异构化反应有着重要意义。

生物柴油作为一种可再生、高效、安全的清洁能源，在传统化石燃料资源日渐枯竭，而能源需求不断增大的现在，得到了广泛的重视和发展。生物柴油是由一系列脂肪酸烷基酯组成的混合物，可以由植物油，动物脂肪或餐厅食用废弃油与醇类的酯交换反应而得到，相对安全，无毒，可生物降解。其中，以植物油催化加氢制得的第二代生物柴油性能明显优于以脂肪酸甲酯为主要成分的第一代生物柴油，其烃类产物与石化柴油成分相似，具有很好的市场前景，但产物中的正构烷烃导致生物柴油的低温流动性差，限制了生物柴油的应用。正构烷烃的加氢异构化是改善第二代生物柴油低温流动性的有效方法之一。加氢异构化反应后得到的二代生物柴油低温流动性好，十六烷值高，能量密度高，可以在低温环境中与石油基柴油以任意比例进行调配，是未来生物燃料生产技术的主要发展方向之一。由于在异构化反应过程中长碳链正构烷烃容易发生裂解反应，从而降低异构烷烃的选择性和柴油的液收率，因此，制备具有良好催化活性以及对长链正构烷烃加氢异构化反应的选择性的催化剂在生产高品质、环境友好型第二代生物柴油的的研究中起着关键作用。

具有适宜金属位和酸性位的双功能催化剂是长碳链的重质烷烃加氢异构化反应实现高选择性的关键。SAPO分子筛负载钯纳米催化剂是一种具有中强酸性位点的载体和适宜金属位点的贵金属的双功能催化剂。然而，负载型金属催化剂的制备通常是先湿法浸渍，再加入反应器中高温还原，会使钯纳米粒子团聚，出现颗粒变大，在载体上分散度降低等问题。而催化剂的催化活性与金属纳米颗粒尺寸大小，纳米粒子在载体上的分散度大小密切相关。

发明内容

本发明为了解决SAPO-11负载型纳米钯催化剂制备过程中高温还原致使钯纳米粒子团聚、颗粒变大、分散度低等问题，提供了一种超声辅助还原制备SAPO-11负载纳米钯催化剂的方法。本发明利用超声辅助方法，以乙二醇为还原剂，SAPO-11为载体，在室温下还原得到颗粒小且分散均匀的负载型纳米钯催化剂，在正十六烷加氢异构化反应中表现出良好催化活性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种超声辅助还原制备SAPO-11负载纳米钯催化剂的方法，以乙二醇为还原剂，SAPO-11为载体，将钯盐前驱体溶液与SAPO-11混合后超声浸渍，加入乙二醇后超声还原，制得SAPO-11负载纳米钯催化剂。具体实施步骤如下：

步骤一：将1～5mL、0.01～0.05mol/L钯盐前驱体溶液和0.1～1g SAPO-11混合，在功率为100～300W的条件下超声浸渍10～60min；

步骤二：向步骤一的溶液中加入钯盐前驱体溶液2～8倍体积的乙二醇，在功率为300～600W的条件下进行还原反应；